NO343930B1 - Forbedret fremgangsmåte for strømningsregulering samt autonom ventil eller strømningsreguleringsanordning - Google Patents

Forbedret fremgangsmåte for strømningsregulering samt autonom ventil eller strømningsreguleringsanordning Download PDF

Info

Publication number
NO343930B1
NO343930B1 NO20101103A NO20101103A NO343930B1 NO 343930 B1 NO343930 B1 NO 343930B1 NO 20101103 A NO20101103 A NO 20101103A NO 20101103 A NO20101103 A NO 20101103A NO 343930 B1 NO343930 B1 NO 343930B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
control device
flow
fluid
shaped
flow control
Prior art date
Application number
NO20101103A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20101103L (no
Inventor
Haavard Aakre
Vidar Mathiesen
Original Assignee
Statoil Petroleum As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Statoil Petroleum As filed Critical Statoil Petroleum As
Priority to NO20101103A priority Critical patent/NO343930B1/no
Publication of NO20101103L publication Critical patent/NO20101103L/no
Publication of NO343930B1 publication Critical patent/NO343930B1/no

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/12Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E21B34/08Valve arrangements for boreholes or wells in wells responsive to flow or pressure of the fluid obtained
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/0318Processes
    • Y10T137/0396Involving pressure control
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8593Systems

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)
  • Flow Control (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for selvregulering (autonom justering) av fluidstrømmen gjennom en ventil eller strømningsstyreanordning, samt en selvjusterende ventil eller strømningsstyreanordning, spesielt anvendelig i et produksjonsrør for produksjon av olje og/eller gass fra en brønn i et olje- og/eller gassreservoar, hvilket produksjonsrør inkluderer et nedre dreneringsrør som fortrinnsvis er delt i minst to seksjoner som hver inkluderer en eller flere strømningsstyreanordninger som setter den geologiske produksjonsformasjonen i forbindelse med strømningsrommet til dreneringsrøret.
Mer spesifikt vedrører oppfinnelsen en forbedring av søkerens fremgangsmåte for strømningsstyring samt autonom ventil eller strømningsstyreanordning som beskrevet i norsk patentsøknad nr.
20063181 som ble trukket før publisering og i internasjonal søknad nr. PCT/NO2007/000204 som krever prioritet fra NO 20063181 og som ennå ikke var publisert på innleveringsdatoen for den foreliggende søknad.
Anordninger for utvinning av olje og gass fra lange, horisontale og/eller vertikale brønner er kjent fra US patentpublikasjoner nr.4,821,801, 4,858,691, 4,577,691 og GB patentpublikasjon nr. 2169018. Disse kjente anordningene omfatter et perforert dreneringsrør med for eksempel et filter for styring av sand rundt røret. En betydelig ulempe med de kjente anordningene for olje- og/eller gassproduksjon i sterkt permeable geologiske formasjoner er at trykket i dreneringsrøret øker eksponentielt i oppstrømsretningen som et resultat av strømningsfriksjon i røret. Fordi differensialtrykket mellom reservoaret og dreneringsrøret vil avta oppstrøms som et resultat, vil mengden av olje- og/eller gasstrømning fra reservoaret inn i dreneringsrøret minske tilsvarende. Den samlede oljen og/eller gassen produsert med disse hjelpemidlene, vil derfor være liten. Med tynne oljesoner og sterkt permeable geologiske formasjoner er det videre en stor risiko for koning, dvs. strømning av uønsket vann eller gass inn i dreneringsrøret nedstrøms, der hastigheten til oljestrømningen fra reservoaret til røret er på det største.
Fra World Oil, vol.212, N.11 (11/91), se side 73 - 80, er det tidligere kjent å dele opp et dreneringsrør i avsnitt med én eller flere innstrømningsbegrensende innretninger, så som glidende hylser eller struperinnretninger. Imidlertid dreier denne referansen seg hovedsakelig om bruken av strømningsstyring for å begrense innstrømningsraten for opphullssoner og derved unngå eller redusere koning av vann og/eller gass.
WO-A-9208875 beskriver et horisontalt produksjonsrør som omfatter flere produksjonsavsnitt koplet av blandekamre som har en større innvendig diameter enn produksjonsavsnittene. Produksjonsavsnittene innbefatter en utvendig slisset kledning som kan betraktes som å utføre en filtreringsfunksjon. Sekvensen av avsnitt med forskjellig diameter frembringer imidlertid strømningsturbulens og forhindrer kjøringen av overhalingsverktøyer.
Når det utvinnes olje eller gass fra geologiske produksjonsformasjoner, produseres fluider i ulike mengder, dvs. olje, gass, vann (og sand) i avvikende mengder og blandinger avhengig av egenskapen eller mengden i formasjonen. Ingen av de kjente anordningene nevnt over er i stand til å skjelne mellom og styre innstrømningen av olje, gass eller vann på grunnlag av deres innbyrdes sammensetning og/eller kvalitet.
Med den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en ventil eller strømningsstyreinnretning som er autonom eller selvjusterende og som enkelt kan avpasses i veggen til et produksjonsrør og som derfor legger til rette for bruk av overhalingsverktøy. Innretningen er utformet for å “skjelne” mellom oljen og/eller gass og/eller vann og er i stand til å styre innstrømningen av olje eller gass avhengig av for hvilke av disse fluidene en slik strømningsstyring er påkrevet.
Innretningen som beskrevet i NO 20063181 og PCT/NO2007/000204 er robust, kan tåle store krefter og høye temperaturer, forhindrer ”draw downs” (differansetrykk), trenger ingen energitilførsel, kan motstå sandproduksjon, er pålitelig, men allikevel enkel og svært billig. Imidlertid kan allikevel flere forbedringer gjøres for å øke ytelsen og levetiden til ovennevnte anordning i hvilken i det minste de ulike utførelsesformer i NO 20063181 og PCT/NO2007/000204 beskriver en skive som det bevegelige legemet til ventilen.
Et mulig problem med en skive som det bevegelige legemet er erosjon på det bevegelige legemet. Dette skyldes en svært høy hastighet mellom det indre setet og det bevegelige legemet til ventilen. Fluidet endrer sin strømningsretning med 90 grader oppstrøms av dette stedet og det vill alltid være en betydelig mengde partikler i fluidstrømmen selv om sandfiltre er installert, som forårsaker erosjonen. Erosjonsproblemet eksisterer både med og uten bruk av et stagnasjonskammer i ventilen, og med den foreliggende oppfinnelse vil også strømningsegenskapene forbedres.
US patentpublikasjon nr. 6,786,285 B2 beskriver en teknikk for styring av fluidproduksjon i et avviklet brønnhull. Teknikken utnytter et strømningsrør hvor det indre er i hydraulisk kommuni kasjon med jordoverflaten. Et flertall av strømningskontrollventiler er anordnet i avstandsposisjoner langs lengden av strømningsrøret. Strømningsreguleringsventilene brukes til å regulere strømning langs rørledningens intervaller.
US patentpublikasjon nr. 2,880,959 A vedrører fluidventiler som benytter de iboende kvaliteter eller egenskaper av fluidet som de kontrollerer for å åpne, lukke eller plassere.
Fremgangsmåten i henhold til oppfinnesen er kjennetegnet ved at fluidet strømmer gjennom et innløp eller åpning som dermed danner en strømningsvei gjennom styreanordningen som passerer et ikke-skiveformet bevegelig legeme som er konstruert for å bevege seg fritt i forhold til åpningen av innløpet og dermed reduserer eller øke gjennomstrømningsarealet ved å utnytte Bernoullieffekten og eventuelt stagnasjonstrykk skapt over legemet, idet styreanordningen, avhengig av fluidets sammensetning og dets egenskaper, autonomt justerer fluidstrømmen basert på en forhåndsdefinert strømningsdesign, som angitt i karakteristikken til det selvstendige krav 1.
Den selvjusterende ventilen eller styreanordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse er kjennetegnet ved at styreanordningen er en separat eller integrert del av fluidstrømningsstyrearrangementet, inkludert et fritt bevegelig ikke-skiveformet styrelegeme tilveiebrakt i en forsenkning i rørveggen eller tilveiebrakt i et separat huslegeme i veggen, hvilket styrelegeme vender mot utløpet til en åpning eller hull i senter av forsenkningen eller huslegemet og holdes på plass i forsenkningen eller huslegemet ved hjelp av en holderinnretning eller -arrangement, som dermed danner en strømningsvei hvor fluid entrer styreanordningen gjennom den sentrale åpningen eller innløpet og strømmer mot og langs med skiven eller legemet og ut av forsenkningen eller huset, som angitt i karakteristikken til det selvstendige krav 5.
De uselvstendige krav 2 - 4 og 6 - 7 angir foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen.
Den foreliggende oppfinnelse vil nå omtales ytterligere i det etterfølgende ved hjelp av eksempler og med henvisning til tegningene, i hvilke:
Fig. 1 viser et skjematisk riss av et produserende rør med en styreinnretning i samsvar med PCT/NO2007/000204 eller den foreliggende oppfinnelse.
Fig. 2 a) viser, i større målestokk, et tverrsnitt av styreinnretningen i samsvar med PCT/NO2007/000204, b) viser det samme i et toppriss.
Fig. 3 er et diagram som viser strømningsvolumet gjennom en styreinnretning i samsvar med oppfinnelsen kontra differensialtrykket i sammenligning med en fast innstrømningsinnretning.
Fig. 4 viser innretningen fra Fig. 2, men med angivelsen av ulike trykksoner som påvirker utformingen av styreinnretningen for forskjellige anvendelser.
Fig. 5 viser en skjematisk presentasjon av en annen utførelse av styreinnretningen i samsvar med PCT/NO2007/000204.
Fig. 6 viser en skjematisk presentasjon av en tredje utførelse av styreinnretningen i samsvar med PCT/NO2007/0002041.
Fig. 7 viser en skjematisk presentasjon av en fjerde utførelse av styreinnretningen i samsvar med PCT/NO2007/000204.
Fig. 8 viser en skjematisk presentasjon av en femte utførelse av styreinnretningen i samsvar med PCT/NO2007/000204, i hvilken styreinnretningen er en integrert del av et strømningsarrangement.
Fig. 9 viser en prinsippskisse av en første utførelsesform av den forbedrede styreanordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse.
Fig. 10 viser en prinsippskisse av en andre utførelsesform av den forbedrede styreanordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse.
Fig. 11 viser en prinsippskisse av en tredje utførelsesform av den forbedrede styreanordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse.
Fig. 12 viser en prinsippskisse av en fjerde utførelsesform av den forbedrede styreanordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse.
I den etterfølgende beskrivelse benyttes et apostroftegn (’) etter henvisningstall for å skille liknende eller like trekk ved den forbedrede styreanordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse fra den tidligere styreanordningen i henhold til PCT/NO2007/000204.
Fig. 1 viser, som nevnt ovenfor, et avsnitt av et produksjonsrør 1 i hvilket det er tilveiebrakt en prototyp av en styreinnretning 2, 2’ i samsvar med PCT/NO2007/000204 eller den foreliggende oppfinnelse. Fortrinnsvis er styreinnretningen 2, 2’ med sirkulær, forholdsvis flat utforming og utstyrt med utvendige gjenger 3 (se Fig.2) for å skrus inn i et sirkulært hull med tilsvarende innvendige gjenger i røret. Ved styring av tykkelsen kan innretningen 2, 2’ avpasses etter tykkelsen til røret og passe innenfor dets ytre og indre omkrets.
Fig. 2 a) og b) viser den tidligere kjente styreinnretningen 2 i samsvar med PCT/NO2007/000204 i større målestokk. Innretningen består av et første skiveutformet huslegeme 4 med et ytre sylindrisk segment 5 og et indre sylindrisk segment 6 samt med et midtre hull eller åpning 10, og et andre skiveutformet holderlegeme 7 med et ytre sylindrisk segment 8, likeså en fritt bevegelig og fortrinnsvis flat skive eller legeme 9 anordnet i et åpent rom 14 tilformet mellom det første og andre skiveutformede hus- og holderlegemet 4, 7. Legemet 9 kan for spesielle anvendelser og justeringer avvike fra den flate utformingen og ha en delvis konisk eller halvsirkulær utforming (for eksempel mot åpningen 10). Slik det kan bli sett fra figuren, passer det sylindriske segmentet 8 av det andre skiveutformede holderlegemet 7 inne i og stikker ut i den motsatte retningen til det ytre sylindriske segmentet 5 av det første skiveutformede huslegemet 4, noe som derved tilformer en strømningsbane, slik som vist med pilene 11, der fluidet går inn i styreinnretningen gjennom det midtre hullet eller åpningen (innløpet) 10 og strømmer mot og radialt langs skiven 9 før strømning gjennom den ringformede åpningen 12 tilformet mellom de sylindriske segmentene 8 og 6 samt videre gjennom den ringformede åpningen 13 tilformet mellom de sylindriske segmentene 8 og 5. De to skiveutformede hus- og holderlegemene 4, 7 er festet til hverandre med en skruforbindelse, sveising eller andre hjelpemidler (som ikke er skildret ytterligere på tegningene) ved et forbindelsesområde 15 som vist i fig 2b).
Styreinnretningen utnytter Bernoullis virkning som anviser at summen av statisk trykk, dynamoisk trykk og friksjon er konstant langs en strømningsledning:
Når skiven 9 utsettes for en fluidstrømning, noe som er tilfellet for den foreliggende styreinnretning, kan trykkforskjellen over skiven 9 uttykkes som følger:
På grunn av lavere viskositet vil et fluid, så som gass, “utføre vendingen senere” og følge videre langs skiven mot dens ytre ende 14. Dette bevirker et høyere stagnasjonstrykk i arealet 16 ved enden av skiven 9, noe som i sin tur gir et stort trykk over skiven. Skiven 9 som er fritt bevegelig innenfor rommet mellom de skiveutformede legemene 4, 7, vil bevege seg nedover og derfor avsmalne strømningsbanen mellom skiven 9 og det indre sylindriske segmentet 6. Således beveger skiven 9 seg nedover og oppover avhengig av viskositeten til fluidet som strømmer gjennom, slik at prinsippet kan brukes for å styre, dvs. lukke eller åpne, strømningen av fluid gjennom styreinnretningen.
Videre vil trykkfallet gjennom en tradisjonell innstrømningsstyreinnretning (ICD-“inflow control device”) med fast geometri være proporsjonal med det dynamiske trykket:
Der konstanten, K, er hovedsakelig en funksjon av geometrien og mindre avhengig av Reynolds tall. I styreinnretningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse vil strømningsarealet avta når differensialtrykket øker, slik at mengden som strømmer gjennom styreinnretningen, ikke vil, eller nesten ikke vil øke når trykkfallet øker. En sammenligning mellom en slik styreinnretning som har en bevegelig skive, og en styreinnretning med fast gjennomstrømningsåpning er vist på Fig. 3, og gjennomstrømningsmengden er, slik som illustrert, for den foreliggende styreinnretning konstant over et gitt differensialtrykk. Dette representerer en hovedfordel som tillater at den samme mengden strømmer gjennom hvert avsnitt for hele den horisontale brønnen, noe som ikke er mulig med faste innstrømningsstyreinnretninger.
Når det produseres olje og gass, kan styreinnretningen ha to ulike anvendelser: bruk av den som en innstrømningsstyreinnretning for å redusere innstrømning av vann, eller bruk av den for å redusere innstrømning av gass ved situasjoner med gassgjennombrudd. Når den foreliggende styreinnretning utformes for de avvikende anvendelsene, så som vann eller gass som nevnt over, vil de ulike arealene og trykksonene, slik som vist på Fig. 4, få innvirkning på dens effektivitet og gjennomstrømningsegenskaper. Med henvisning til Fig. 4 kan de forskjellige areal/trykksonene deles opp i:
- A1, P1er henholdsvis innstrømningsarealet og trykket. Kraften (P1⋅A1) frembrakt av dette trykket vil streve etter å åpne styreinnretningen (bevege skiven eller legemet 9 oppover).
- A2, P2er arealet og trykket i sonen der hastigheten vil være størst og utgjør følgelig en dynamoisk trykkilde. Den resulterende kraften til det dynamiske trykket vil streve etter å stenge styreinnretningen (bevege skiven eller legemet 9 nedover etter hvert som strømningshastigheten øker).
- A3, P3er arealet og trykket ved utløpet. Dette bør være det samme som brønntrykket (innløpstrykket).
- A4,P4er arealet og trykket, dvs. stagnasjonstrykket, bak den bevegelige skiven eller legemet 9. Stagnasjonstrykket ved posisjon 16 (Fig.2) frembringer trykket og kraften bak legemet. Dette vil streve etter å lukke styreinnretningen (bevege legemet nedover). Området bak legemet 9, ved posisjon 16, utgjør således et stagnasjonskammer.
Fluider med forskjellig viskositet vil gi ulike krefter i hver sone avhengig av utformingen til disse sonene. For å optimere effektivitets- og gjennomstrømningsegenskapene til styreinnretningen vil utformingen til arealene være avvikende for ulike anvendelse, f.eks. strømning av gass/olje eller olje/vann. Følgelig må for hver anvendelse arealene balanseres omhyggelig og utformes med grundighet ved å ta i betraktning egenskapene og de fysiske tilstandene (viskositet, temperatur, trykk, etc.) for hver situasjon som skal utformes.
Fig. 5 viser en skjematisk presentasjon av en annen utførelse for styreinnretningen i samsvar med PCT/NO2007/000204 og som har en enklere utforming enn versjonen skildret på Fig. 2. Styreinnretningen 2 består av, slik som med versjonen illustrert på Fig.2, et første skiveutformet huslegeme 4 med et ytre sylindrisk segment 5 og med et midtre hull eller åpning, samt et andre skiveutformet holderlegeme 17 fastgjort til segmentet 5 av huslegemet 4, likeledes en fortrinnsvis flat skive 9 anbrakt i et åpent rom 14 tilformet mellom det første og andre skiveutformede hus- og holderlegemet 4, 17. Ettersom det andre skiveutformede holderlegemet 17 er åpent innover (gjennom ett eller flere hull 23, etc.) og nå kun holder skiven på plass, og ettersom det sylindriske segmentet 5 er kortere med en avvikende strømningsbane enn den vist på Fig.2, skjer det imidlertid ingen oppbygning av et stagnasjonstrykk (P4) på baksiden av skiven 9, slik som forklart over i sammenheng med Fig.4. Med løsningen uten noe stagnasjonstrykk er byggetykkelsen for innretningen mindre og kan tåle en stor mengde av partikler opptatt i fluidet.
Fig. 6 viser en tredje utførelse i samsvar med PCT/NO2007/000204 hvor konfigurasjonen er den samme som med eksempelet vist på Fig.2, men i hvilken et fjærelement 18, i formen av en spiral eller en annen egnet fjærinnretning, er tildannet på en enkelt side av skiven og kopler skiven til en holder 7, 22, en utsparing 21 eller et hus 4.
Fjærelementet 18 brukes for å balansere og styre innstrømningsarealet mellom skiven 9 og innløpet 10, eller snarere den omgivende kanten eller setet 19 ved innløpet 10. Avhengig av fjærkonstanten og derved fjærkraften vil således åpningen mellom skiven 9 og kanten 19 være større eller mindre, og med en passende valgt fjærkonstant kan det, avhengig av innstrømnings- og trykkforholdene ved det valgte stedet der styreinnretningen er anbrakt, oppnås konstant massestrømning gjennom innretningen.
Fig. 7 viser en fjerde utførelse i samsvar med PCT/NO2007/000204 og som har en konfigurasjon som skildret på Fig. 6 over, men i hvilken skiven 9 på siden som vender mot innløpsåpningen 10, er utstyrt med en termisk reagerende innretning, så som et bimetallisk element 20.
Når det produseres olje og/eller gass, kan tilstandene endre seg hurtig fra en situasjon i hvilken kun eller for det meste olje er produsert, til en situasjon i hvilken kun eller for det meste gass er produsert, dvs. gjennombrudd eller koning av gass. Med for eksempel et trykkfall til 16 bar fra 100 bar ville temperaturfallet svare til tilnærmet 20<°>C. Ved å forsyne skiven 9 med et termisk reagerende element, så som et bimetallisk element som vist på Fig. 7, vil skiven bøye seg oppover eller beveges av elementet 20 for å ligge an mot det holderutformede legemet 7 og derved avsmalne åpningen mellom skiven og innløpet 10 eller fullstendig stenge innløpet.
De ovennevnte eksempler på styreinnretninger som illustrert på Fig. 1 og 2 samt 4 - 7, er alle knyttet til løsninger i hvilke styreinnretningen som sådan er en separat enhet eller apparat som skal tildannes i sammenheng med en fluidstrømningssituasjon eller -arrangement, så som veggen i et produksjonsrør i forbindelse med produksjonen av olje og gass. Imidlertid kan styreinnretningen, slik som vist på Fig.8, utgjøre integrert del av fluidstrømningsarrangementet, slik at det bevegelige legemet 9 kan anbringes i en utsparing 21 som vender mot en åpning eller hull 10 i en vegg i et rør 1, for eksempel og slik som illustrert på Fig.1, i stedet for å tildannes i et separat huslegeme 4. Videre kan det bevegelige legemet 9 holdes på plass i utsparingen ved hjelp av et passende hjelpemiddel, så som innover utstikkende stifter, en sirkulær ring 22 eller lignende, som er koplet til den ytre åpningen i utsparingen ved hjelp av skruing, sveising eller lignende.
Figurene 9, 10 og 11 viser henholdsvis en første, en andre og en tredje utførelsesform av den forbedrede styreanordningen 2’ i henhold til den foreliggende oppfinnelse i hvilken det bevegelige legemet 9’ har en ikke-skiveform eller konstruksjon. Som det fremgår av figurene er bare en (den høyre) side av styreanordningen 2’ langs en langsgående symmetrilinje vist. I fig.9 har legemet 9’ en fullstendig konisk form, i fig.10 har legemet 9’ en avskrånende form og i fig.11 har legemet 9’ en annen avskrånende form i hvilken den øvre omkretsdelen av legemet 9’ vil kontakte huset 4’ i en seteposisjon for legemet 9’. Andre former, eller kombinasjoner av former, for legemet 9’, for eksempel halvkuleformet, er også tenkelig.
Fig. 12 viser en styreanordning 2’ i henhold til oppfinnelsen i hvilken et stagnasjonskammer 16’ er tilveiebrakt bak det bevegelige legemet 9’ i fig.9. Imidlertid må ikke et stagnasjonskammer være tilveiebrakt i henhold til oppfinnelsen, og i slike tilfeller kan et (ikke vist) holderarrangement tilsvarende holder-22-arrangementet i den tidligere utførelsesformen vist i fig. 8 være tilveiebrakt.
Den foreliggende oppfinnelse som angitt i kravene er ikke begrenset til anvendelsen relatert til innstrømning av olje og/eller gas fra en brønn som beskrevet ovenfor eller ved injisering av gass (naturgass, luft eller CO2), damp eller vann i en olje- og/eller gassproduserende brønn. Oppfinnelsen kan således benyttes i en hvilken som helst prosess eller prosessrelatert anvendelse hvor strømmen av fluider med ulike gass- og/eller væskesammensetninger trenger å bli styrt.

Claims (6)

Patent krav
1.
En fremgangsmåte for autonom justering av fluidstrømmen gjennom en ventil eller strømningsstyreanordning (2’) inn i et produksjonsrør til en brønn i et hydrokarbonreservoar, k a r -a k t e r i s e r t v e d at fremgangsmåten omfatter trinnene å strømme fluidet gjennom et innløp (10’) av ventilen eller strømningsstyreanordningen (2’) for å danne en strømningsvei (11’) gjennom ventilen eller strømningsstyreanordningen (2’) som passerer et ubegrenset fritt bevegeligt avskrånende formet legeme (9’) som er konstruert for å bevege seg fritt i forhold til innløpet (10’) og dermed redusere eller øke et gjennomstrømningsareal (A2) av ventilen eller strømningsstyreanordningen(2’), hvor innløpet (10’) er i alt vesentligt på linje med en langsgående akse av det avskrånende formede legemet (9’), og en strømning av fluidet over en overflate av det avskrånende formede legemet (9’) er radialt offset fra den langsgående akse av det avskrånende formede legemet (9’),
hvor det avskrånende formede legemet (9’) beveges med en kraft på grunn av en fluidtrykkdifferanse mellom motsatte sider av det avskrånende formede legemet (9’), idet fluidtrykkforskjellen er skapt ifølge Bernoulli-effekten og eventuelt stagnasjonstrykk skapt over det avskrånende formede legemet (9’), idet strømningsstyreanordningen (2’), avhengig av fluidets sammensetning og dets egenskaper, autonomt justerer fluidstrømmen basert på en forhåndsdefinert strømningsdesign.
2.
Fremgangsmåten i henhold til krav 1, hvor fluidet omfatter en hvilken som helst av vann, olje, naturgas, produsert gass og CO2.
3.
Fremgangsmåten i henhold til krav 1 eller 2, hvor det avskrånende formede legemet (9’) har en kjegleformet eller en halvkuleformet form.
4.
En selvjusterende autonom ventil eller strømningsstyreanordning (2’) for styring av strømmen av et fluid ind i et hydrokarbonreservoar, k a r a k t e r i s e r t v e d at strømningsstyreanordningen (2’) inkluderer et ubegrenset fritt bevegeligt avskrånende formet styrelegeme (9’) tilveiebrakt i en forsenkning (21) i en vegg av et produksjonsrør(1) av en brønn eller tilveiebrakt i et separat huslegeme (4’),
idet det avskrånende formede styrelegemet (9’) er anbragt til at danne en strømningsvei (11) hvor fluidet entrer strømningsstyreanordningen (2’) gjennom et innløp (10’) og strømmer mot og langs med det avskrånende formede styrelegemet (9’) og ut av forsenkningen (21) eller huset, hvor innløpet (10’) er i alt vesentligt på linje med en langsgående akse av det avskrånende formede legemet (9’), og en strømning av fluidet over en overflate av det avskrånende formede legemet (9’) er radialt offset fra den langsgående akse av det avskrånende formede legemet (9’), og hvor det avskrånende formede styrelegemet (9’) er bevegeligt med en kraft på grunn av en fluidtrykkdifferanse mellom motsatte sider av det avskrånende formede styrelegemet, idet fluidtrykkforskjellen er skapt ifølge Bernoulli-effekten og eventuelt stagnasjonstrykk skapt over det avskrånende formede styrelegemet (9’).
5.
Den selvjusterende ventil eller strømningsstyreanordningen (2’) i henhold til krav 4, k a -r a k t e r i s e r t v e d at det avskrånende formede legemet (9’) har en kjegleformet eller en halvkuleformet form.
6.
Den selvjusterende ventil eller eller strømningsstyreanordningen (2’) i henhold til krav 4, k a r a k t e r i s e r t v e d at ventilen eller styreanordningen (2’) omfatter et stagnasjonskammer (16’) bak det avskrånende formede legemet (9’).
NO20101103A 2008-01-04 2010-08-04 Forbedret fremgangsmåte for strømningsregulering samt autonom ventil eller strømningsreguleringsanordning NO343930B1 (no)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20101103A NO343930B1 (no) 2008-01-04 2010-08-04 Forbedret fremgangsmåte for strømningsregulering samt autonom ventil eller strømningsreguleringsanordning

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20080082A NO20080082L (no) 2008-01-04 2008-01-04 Forbedret fremgangsmate for stromningsregulering samt autonom ventil eller stromningsreguleringsanordning
PCT/NO2008/000454 WO2009088292A1 (en) 2008-01-04 2008-12-16 Improved method for flow control and autonomous valve or flow control device
NO20101103A NO343930B1 (no) 2008-01-04 2010-08-04 Forbedret fremgangsmåte for strømningsregulering samt autonom ventil eller strømningsreguleringsanordning

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20101103L NO20101103L (no) 2010-09-27
NO343930B1 true NO343930B1 (no) 2019-07-08

Family

ID=40592051

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20080082A NO20080082L (no) 2008-01-04 2008-01-04 Forbedret fremgangsmate for stromningsregulering samt autonom ventil eller stromningsreguleringsanordning
NO20101103A NO343930B1 (no) 2008-01-04 2010-08-04 Forbedret fremgangsmåte for strømningsregulering samt autonom ventil eller strømningsreguleringsanordning

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20080082A NO20080082L (no) 2008-01-04 2008-01-04 Forbedret fremgangsmate for stromningsregulering samt autonom ventil eller stromningsreguleringsanordning

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8820413B2 (no)
BR (1) BRPI0821933B1 (no)
CA (1) CA2711365C (no)
GB (1) GB2468991B (no)
NO (2) NO20080082L (no)
WO (1) WO2009088292A1 (no)

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2008305337B2 (en) 2007-09-25 2014-11-13 Schlumberger Technology B.V. Flow control systems and methods
US8235128B2 (en) 2009-08-18 2012-08-07 Halliburton Energy Services, Inc. Flow path control based on fluid characteristics to thereby variably resist flow in a subterranean well
US8893804B2 (en) 2009-08-18 2014-11-25 Halliburton Energy Services, Inc. Alternating flow resistance increases and decreases for propagating pressure pulses in a subterranean well
US9109423B2 (en) 2009-08-18 2015-08-18 Halliburton Energy Services, Inc. Apparatus for autonomous downhole fluid selection with pathway dependent resistance system
US8276669B2 (en) 2010-06-02 2012-10-02 Halliburton Energy Services, Inc. Variable flow resistance system with circulation inducing structure therein to variably resist flow in a subterranean well
CA2782748A1 (en) * 2009-12-03 2011-06-09 Welltec A/S Downhole artificial lifting system
US8291976B2 (en) 2009-12-10 2012-10-23 Halliburton Energy Services, Inc. Fluid flow control device
CA2692939C (en) * 2010-02-12 2017-06-06 Statoil Asa Improvements in hydrocarbon recovery
US8708050B2 (en) 2010-04-29 2014-04-29 Halliburton Energy Services, Inc. Method and apparatus for controlling fluid flow using movable flow diverter assembly
US8261839B2 (en) 2010-06-02 2012-09-11 Halliburton Energy Services, Inc. Variable flow resistance system for use in a subterranean well
US8356668B2 (en) 2010-08-27 2013-01-22 Halliburton Energy Services, Inc. Variable flow restrictor for use in a subterranean well
US8430130B2 (en) 2010-09-10 2013-04-30 Halliburton Energy Services, Inc. Series configured variable flow restrictors for use in a subterranean well
US8950502B2 (en) 2010-09-10 2015-02-10 Halliburton Energy Services, Inc. Series configured variable flow restrictors for use in a subterranean well
US8851180B2 (en) 2010-09-14 2014-10-07 Halliburton Energy Services, Inc. Self-releasing plug for use in a subterranean well
US8646483B2 (en) 2010-12-31 2014-02-11 Halliburton Energy Services, Inc. Cross-flow fluidic oscillators for use with a subterranean well
US8733401B2 (en) 2010-12-31 2014-05-27 Halliburton Energy Services, Inc. Cone and plate fluidic oscillator inserts for use with a subterranean well
US8418725B2 (en) 2010-12-31 2013-04-16 Halliburton Energy Services, Inc. Fluidic oscillators for use with a subterranean well
WO2012095183A1 (en) 2011-01-14 2012-07-19 Statoil Petroleum As Autonomous valve
MX352073B (es) 2011-04-08 2017-11-08 Halliburton Energy Services Inc Método y aparato para controlar un flujo de fluido en una válvula autónoma que utiliza un interruptor adhesivo.
US8678035B2 (en) 2011-04-11 2014-03-25 Halliburton Energy Services, Inc. Selectively variable flow restrictor for use in a subterranean well
US8844651B2 (en) 2011-07-21 2014-09-30 Halliburton Energy Services, Inc. Three dimensional fluidic jet control
US8863835B2 (en) 2011-08-23 2014-10-21 Halliburton Energy Services, Inc. Variable frequency fluid oscillators for use with a subterranean well
WO2013034185A1 (en) 2011-09-08 2013-03-14 Statoil Petroleum As Autonomous valve with temperature responsive device
BR112014005249B1 (pt) 2011-09-08 2020-09-29 Statoil Petroleum As Método para controlar o escoamento do fluido em uma tubulação de produção
US8955585B2 (en) 2011-09-27 2015-02-17 Halliburton Energy Services, Inc. Forming inclusions in selected azimuthal orientations from a casing section
US8991506B2 (en) 2011-10-31 2015-03-31 Halliburton Energy Services, Inc. Autonomous fluid control device having a movable valve plate for downhole fluid selection
CN103890312B (zh) 2011-10-31 2016-10-19 哈里伯顿能源服务公司 具有往复式阀门以用于井下流体选择的自主流体控制装置
US9506320B2 (en) 2011-11-07 2016-11-29 Halliburton Energy Services, Inc. Variable flow resistance for use with a subterranean well
US8739880B2 (en) 2011-11-07 2014-06-03 Halliburton Energy Services, P.C. Fluid discrimination for use with a subterranean well
US8684094B2 (en) 2011-11-14 2014-04-01 Halliburton Energy Services, Inc. Preventing flow of undesired fluid through a variable flow resistance system in a well
CA2866579C (en) 2012-03-15 2015-11-17 Terje Sira Tracer based flow measurement
US9404349B2 (en) 2012-10-22 2016-08-02 Halliburton Energy Services, Inc. Autonomous fluid control system having a fluid diode
US9695654B2 (en) 2012-12-03 2017-07-04 Halliburton Energy Services, Inc. Wellhead flowback control system and method
US9127526B2 (en) 2012-12-03 2015-09-08 Halliburton Energy Services, Inc. Fast pressure protection system and method
US20140263095A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 A&O Technologies LLC Chemical strainer
NO340334B1 (no) * 2013-06-21 2017-04-03 Statoil Petroleum As Strømningsstyringsanordning, strømningsstyrings-fremgangsmåte og anvendelse derav
EA201690289A1 (ru) 2013-07-31 2016-06-30 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Система и способы борьбы с пескопроявлением
CA2914366C (en) 2013-08-01 2017-12-12 Landmark Graphics Corporation Algorithm for optimal icd configuration using a coupled wellbore-reservoir model
CN103883295B (zh) * 2014-03-25 2016-11-16 中国石油大学(北京) 一种并联式流入控制盒及并联式流入控制装置
WO2016033459A1 (en) 2014-08-29 2016-03-03 Schlumberger Canada Limited Autonomous flow control system and methodology
GB201418062D0 (en) 2014-10-13 2014-11-26 Flotech Holdings Bvi Ltd Downhole flow control device
US10145205B2 (en) * 2014-10-20 2018-12-04 Cameron International Corporation System for controlling fluid flow
US9976385B2 (en) 2015-06-16 2018-05-22 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Velocity switch for inflow control devices and methods for using same
US10871057B2 (en) 2015-06-30 2020-12-22 Schlumberger Technology Corporation Flow control device for a well
CA2938715C (en) * 2015-08-13 2023-07-04 Packers Plus Energy Services Inc. Inflow control device for wellbore operations
WO2017058196A1 (en) * 2015-09-30 2017-04-06 Floway, Inc. Downhole fluid flow control system and method having autonomous flow control
CN105221527A (zh) * 2015-10-21 2016-01-06 北京建筑大学 一种气压束流非门控制器
US10557328B2 (en) 2016-11-09 2020-02-11 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Thermal load based automatic valve arrangement and method
US10648302B2 (en) * 2017-11-15 2020-05-12 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Adjustable flow control device
US10060221B1 (en) 2017-12-27 2018-08-28 Floway, Inc. Differential pressure switch operated downhole fluid flow control system
WO2019164483A1 (en) 2018-02-21 2019-08-29 Halliburton Energy Services, Inc. Method and apparatus for inflow control with vortex generation
CN110374558A (zh) * 2018-04-12 2019-10-25 中国石油化工股份有限公司 一种流量控制装置和方法
CN111663924B (zh) * 2019-03-05 2022-09-27 中国石油化工股份有限公司 一种油井控水增油装置及方法
CN110005387A (zh) * 2019-04-30 2019-07-12 中国石油大学(北京) 用于双水平井sagd的调控装置及油藏开采方法和装置
CN112443298B (zh) * 2019-08-29 2023-04-07 中国石油化工股份有限公司 一种自适应式油井流体控制装置及调节机构
CN114198067B (zh) * 2020-09-18 2023-10-31 中国石油天然气股份有限公司 一种流体控制筛管及管柱

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2880959A (en) * 1956-01-24 1959-04-07 David G Falconer Valve apparatus
US6786285B2 (en) * 2001-06-12 2004-09-07 Schlumberger Technology Corporation Flow control regulation method and apparatus

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3358770A (en) * 1965-04-16 1967-12-19 Zanal Corp Of Alberta Ltd Cementing valve for oil well casing
US3381749A (en) * 1965-09-07 1968-05-07 Baker Oil Tools Inc Multiple injection packers
US3319717A (en) * 1965-10-04 1967-05-16 Baker Oil Tools Inc Multiple zone injection apparatus for well bores
US3550616A (en) * 1968-06-06 1970-12-29 Robertshaw Controls Co Check valve with restricted bypass flow
US4577691A (en) * 1984-09-10 1986-03-25 Texaco Inc. Method and apparatus for producing viscous hydrocarbons from a subterranean formation
CA1247000A (en) 1984-12-31 1988-12-20 Texaco Canada Resources Ltd. Method and apparatus for producing viscous hydrocarbons utilizing a hot stimulating medium
CA1275914C (en) * 1986-06-30 1990-11-06 Hermanus Geert Van Laar Producing asphaltic crude oil
US4791956A (en) * 1987-09-28 1988-12-20 Asahi Yukizai Kogyo Co., Ltd. Constant flow valve
US4858691A (en) * 1988-06-13 1989-08-22 Baker Hughes Incorporated Gravel packing apparatus and method
GB9025230D0 (en) 1990-11-20 1991-01-02 Framo Dev Ltd Well completion system
US5265643A (en) * 1991-12-05 1993-11-30 Flow Design Inc. Constant flow rate control valve with low pressure drop start
NO306127B1 (no) * 1992-09-18 1999-09-20 Norsk Hydro As Fremgangsmate og produksjonsror for produksjon av olje eller gass fra et olje- eller gassreservoar
US5383489A (en) * 1993-10-26 1995-01-24 Flow Design, Inc. Flow control valve with enhanced flow control piston
WO1998014707A1 (fr) * 1996-10-03 1998-04-09 Westonbridge International Limited Dispositif fluidique micro-usine et procede de fabrication
US5752570A (en) * 1996-11-04 1998-05-19 Petroenergy Llc Method and device for production of hydrocarbons
US6196259B1 (en) * 1998-03-12 2001-03-06 Flow Design, Inc. Method and apparatus for regulating and terminating fluid flow
CA2302538C (en) * 1999-03-24 2005-03-15 Baker Hughes Incorporated Production tubing shunt valve
NO321438B1 (no) 2004-02-20 2006-05-08 Norsk Hydro As Fremgangsmate og anordning ved en aktuator
WO2006015277A1 (en) * 2004-07-30 2006-02-09 Baker Hughes Incorporated Downhole inflow control device with shut-off feature
US7296633B2 (en) * 2004-12-16 2007-11-20 Weatherford/Lamb, Inc. Flow control apparatus for use in a wellbore
US7467665B2 (en) * 2005-11-08 2008-12-23 Baker Hughes Incorporated Autonomous circulation, fill-up, and equalization valve
US8689883B2 (en) * 2006-02-22 2014-04-08 Weatherford/Lamb, Inc. Adjustable venturi valve
DE102006046126A1 (de) 2006-06-28 2008-01-03 Interpane Entwicklungs- Und Beratungsgesellschaft Mbh & Co Kg Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gegenstands durch Sputtern eines keramischen Targets
MX2009000130A (es) * 2006-07-07 2009-06-11 Statoilhydro Asa Metodo para el control de flujo y valvula autonoma o dispositivo para el control de flujo.
US7600533B2 (en) * 2006-08-10 2009-10-13 California Institute Of Technology Microfluidic valve having free-floating member and method of fabrication
US7900705B2 (en) * 2007-03-13 2011-03-08 Schlumberger Technology Corporation Flow control assembly having a fixed flow control device and an adjustable flow control device
US8037940B2 (en) * 2007-09-07 2011-10-18 Schlumberger Technology Corporation Method of completing a well using a retrievable inflow control device
US7708074B2 (en) * 2007-09-14 2010-05-04 Saudi Arabian Oil Company Downhole valve for preventing zonal cross-flow
AU2008305337B2 (en) * 2007-09-25 2014-11-13 Schlumberger Technology B.V. Flow control systems and methods
NO20080081L (no) * 2008-01-04 2009-07-06 Statoilhydro Asa Fremgangsmate for autonom justering av en fluidstrom gjennom en ventil eller stromningsreguleringsanordning i injektorer ved oljeproduksjon
NO20081078L (no) * 2008-02-29 2009-08-31 Statoilhydro Asa Rørelement med selvregulerende ventiler for styring av strømningen av fluid inn i eller ut av rørelementet
NO337784B1 (no) * 2008-03-12 2016-06-20 Statoil Petroleum As System og fremgangsmåte for styring av fluidstrømmen i grenbrønner
MX2010010623A (es) * 2008-04-03 2010-12-20 Statoil Asa Sistema y metodo para la recompletacion de pozos viejos.
NO332898B1 (no) * 2008-05-07 2013-01-28 Bech Wellbore Flow Control As Anordning ved stromningsregulator for regulering av en fluidstrom mellom et petroleumsreservoar og et rorlegeme

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2880959A (en) * 1956-01-24 1959-04-07 David G Falconer Valve apparatus
US6786285B2 (en) * 2001-06-12 2004-09-07 Schlumberger Technology Corporation Flow control regulation method and apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
CA2711365A1 (en) 2009-07-16
NO20080082L (no) 2009-07-06
US20110017311A1 (en) 2011-01-27
NO20101103L (no) 2010-09-27
GB2468991B (en) 2012-06-13
BRPI0821933A2 (pt) 2015-06-16
BRPI0821933B1 (pt) 2019-02-12
GB201011942D0 (en) 2010-09-01
GB2468991A (en) 2010-09-29
US8820413B2 (en) 2014-09-02
WO2009088292A1 (en) 2009-07-16
CA2711365C (en) 2016-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO343930B1 (no) Forbedret fremgangsmåte for strømningsregulering samt autonom ventil eller strømningsreguleringsanordning
NO345916B1 (no) Fremgangsmåte for selvjustering av en fluidstrøm, selvjusterende strømningsstyreinnretning og anvendelse derav
NO337784B1 (no) System og fremgangsmåte for styring av fluidstrømmen i grenbrønner
NO338988B1 (no) Fremgangsmåte og anordning for reversibel temperatursensitiv styring av fluidstrømning ved olje- og/eller gassproduksjon, omfattende en autonom ventil som fungerer etter Bemoulli-prinsippet
AU2008345749B2 (en) Method for self-adjusting (autonomously adjusting) the flow of a fluid through a valve or flow control device in injectors in oil production
NO327564B1 (no) Rorelement med selvregulerende ventiler for styring av stromningen av fluid inn i eller ut av rorelementet
NO20140454A1 (no) En fremgangsmåte og en innretning for styring av fluidstrømningen inn i et produksjonsrør
NO20100164A1 (no) Stromningsstyringsanordning og stromningsstyringsfremgangsmate
NO330585B1 (no) Fremgangsmate og stromningsstyreinnretning for forbedring av stromningsstabilitet for flerfasefluid som strommer gjennom et rorformet element, og anvendelse av slik stromningsinnretning
AU2009232495A1 (en) System and method for recompletion of old wells
WO2013034185A1 (en) Autonomous valve with temperature responsive device
NO338993B1 (no) Strømningsstyringsinnretning og fremgangsmåte for å kontrollere fluidstrømningen ved olje- og/eller gassproduksjon
NO340334B1 (no) Strømningsstyringsanordning, strømningsstyrings-fremgangsmåte og anvendelse derav

Legal Events

Date Code Title Description
CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: STATOIL ASA, NO

MM1K Lapsed by not paying the annual fees