NO345515B1 - Ekspanderbar pakning i åpen brønn med utvidet rekkeviddefunksjon - Google Patents
Ekspanderbar pakning i åpen brønn med utvidet rekkeviddefunksjon Download PDFInfo
- Publication number
- NO345515B1 NO345515B1 NO20130926A NO20130926A NO345515B1 NO 345515 B1 NO345515 B1 NO 345515B1 NO 20130926 A NO20130926 A NO 20130926A NO 20130926 A NO20130926 A NO 20130926A NO 345515 B1 NO345515 B1 NO 345515B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- gasket
- sealing
- housing
- sealing element
- fingers
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 97
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 12
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 9
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims 1
- 230000003416 augmentation Effects 0.000 description 9
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 8
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 8
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 7387158 Chemical class 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/12—Packers; Plugs
- E21B33/1208—Packers; Plugs characterised by the construction of the sealing or packing means
Landscapes
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
- Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Catching Or Destruction (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
- Prostheses (AREA)
Description
OPPFINNELSENS OMRÅDE
[0001] Oppfinnelsens område er ekspanderbare pakninger i åpen brønn og mer især de som anvender ekspansjonsprosessen til å øke tetningskontakttrykket og som anvender påført differansetrykk for å øke tetningskraften.
OPPFINNELSENS BAKGRUNN
[0002] Pakninger monteres på rørstrenger og må passere gjennom små klaringer i eksisterende rørkonstruksjoner for å komme fram til lokaliteten hvor pakningen skal anbringes. I enkelte tilfeller er dimensjonsforskjellen mellom den avvikende diameteren til den eksisterende rørkonstruksjonen som pakningen trenger for å passere, og den fastsatte diameteren så stor at det skaper problemer med å få en pålitelig tetning. Grensene til rørkonstruksjonen i ekspansjon kan nås i situasjoner hvor hylsen er ekspandert. Enkelte eksempler på pakninger regulert ved ekspansjon kan ses i USP: 6959759, 6986390, 7051805 og 7493945.
[0003] Enkelte utforminger avhenger av elementet for å forøke ved tilstedeværelse av borefluider slik som vann eller hydrokarboner, som for eksempel: 7387158, 7478679, 7730940, 7681653, 7552768, 7441596, 7562704, 7661471. I enkelte av disse utformingene kompenseres redusert stivhet og resulterende kontakttrykk med påførte aksiale trykkrefter utløst med forøkningen slik det er vist i
USP 7552768 eller følgende som et resultat differansetrykk slik som i
USP 7392841. Forøkning for å lage en tetning er en tidskrevende prosess som kan bety vesentlig ekstra operatørkostnad hvis forøkningen må konkludere til et tetningsforhold før andre trinn kan iverksettes i en brønnferdigstillelse.
[0004] Enkelte utforminger avhenger av aksial hylsekrympning for å påføre en aksial forsterkningskraft på endene av et tetningselement som er blitt radialt ekspandert slik det illustreres i USP 7431078.
[0005] Andre utforminger omfattet bruk av pakningsskåler som kunne kjøres gjennom en annen rørkonstruksjon og så bøyes utover i det større borehullet for å oppnå en tetning. Disse utformingene led av potensiell skade i løpet av innløp som kunne ødelegge deres evne til å tette. Deres iboende utforming begrenset hastigheten de kunne kjøres inn i eller fjernes fra et borehull uten å stryke over brønnen når de kom ut eller trykksette formasjonen på vei inn i brønnen.
[0006] Enkelte utforminger brukte rørekspansjon kombinert med utvendige ringer som beveget seg relativt i forhold til hverandre for å utvide rekkevidden til en pakning i borehullet slik det illustreres i USP 7661473. Denne utformingen hadde også en opsjon for å bruke et forøkningsmateriale 44 som tetningselement.
Den utvidelsesøkende mekanismen gikk langs hele tetningselementet, og på grunn av rampestrukturen den tok i bruk for å forstørre, endte den opp med å øke den initielle dimensjonen samtidig som den bare tilveiebrakte en begrenset mengde økning i den radiale retningen i forhold til den underliggende mekaniske utvidelsen av hylsen.
[0007] US Offentliggjøring 20050000697 illustrerer en teknikk for å korrugere rør nede i borehullet for å gjøre det mer fleksibelt for etterfølgende ekspansjon. US Offentliggjøring 20100314130 illustrerer bruk av innvendige avstandsstykker og kjøring av en senke gjennom dem for å ekspandere en tetning inn i en borehullvegg.
[0008] US 2009/0308592 A1 omtaler en pakning for en brønn. Pakningen omfatter et tetningselement og tetningssetteapparat. Tetningssetteapparatet er bevegelig med hensyn til tetningselementet i en setteretning for å påføre en settekraft til tetningselementet for å bevege tetningselementet fra en innkjøringskonfigurasjon til en satt konfigurasjon i hvilken, under bruk, danner tetningselementet en kontakttetning med en kanalvegg. Under bruk er pakningen anordnet slik at, i den satte konfigurasjon, vil et trykkdifferensial over pakningen, som skaper en kraft i setteretningen, øke settekraften påført av tetningssetteapparatet til tetningselementet for å opprettholde tetningen.
[0009] US 2004/0055760 A1 omtaler et apparat og en fremgangsmåte som benytter en utvidbar mediesammenstilling for å skape en ringformet barriere i en undergrunnsbrønn. Apparatet omfatter en rørsammenstilling for plassering i borehullet. Rørsammenstillingen har en ytre overflate som skaper et ringformet rom med borehullet når rørsammenstillingen er plassert i borehullet. Apparatet har en utvidbar mediesammenstilling med et ekspanderbart materiale. Det ekspanderbare materialet er til å begynne med i en innkjøringsposisjon og er i stand til å øke i volum til en satt posisjon i borehullet og derved skape en ringformet barriere som blokkerer fluidstrømning langs det ringformede rom. Det ekspanderbare materialet kan være et skum, gel eller legering. Mediene kan være deformerbare ved utvidelse og tilpasse seg borehullsveggen. Mediet kan være en hylse festet til rørsammenstillingen eller et medium båret i en trykksatt beholder for frigjøring ved et valgt sted nede i hullet. Det utvidbare materialet kan holdes i innkjøringsposisjonen ved hjelp av en tilbakeholdelsesenhet hvis nødvendig. Mediet kan være termisk, kjemisk eller på annen måte aktivert for å ekspandere og kan benyttes i forbindelse med radialt ekspanderbare skjermsammenstillinger og rørsammenstillinger.
[0010] US 2007/0261863 A1 omtaler et tetningssystem for tetting av en rørledning. Tetningssystemet innbefatter et hus, med i det minste én ringformet tetning som omgir den ytre overflate av huset. Tetningssystemet innbefatter videre i det minste én tetningsoppbakking montert på husets ytre overflate, tilstøtende den i det minste ene ringformede tetning. Den i det minste ene tetningsoppbakking har en forankringsoverflate for å kople med rørledningen. Tetning- og forankringsaktiverende innretninger er også anordnet for å presse den ringformede tetning og forankringsoverflaten i kontakt med rørledningen i samsvar med en aktiveringskraft. Når den er aktivert, danner et første parti av den ringformede tetning en kontakttetning med rørledningen og et andre parti av den ringformede tetning presser forankringsoverflaten for å opprettholde kontakt mellom forankringsoverflaten og rørledningen. I den beskrevne utførelse omfatter tetningssystemet to ringformede tetninger som hver har en tetningsoppbakking og hver er aktivert ved hjelp av et respektivt sett med bjelkefjærer som presses inn i det bakre av den ringformede tetning.
[0011] Hva som behøves og tilveiebringes av denne oppfinnelsen, blant andre funksjoner, er evnen til å utnytte ekspansjonskraften til hylsen i en roterende bevegelse av fingre festet til en ring. Fingrene bøyer utover for å bevege tetningselementet mot en borehullvegg for å forøke tetningskontakten. Fingrene kan bøyes uavhengig slik at utskyvingen av tetningen samsvarer med en omgivende borehullvegg som ikke nødvendigvis er rund og kan være oval eller irregulær. Hylsen er utstyrt med en utvendig ring som på grunn av krympning av hylsen når den ekspanderes oppvikles under de bøyde fingrene for videre å holde ut fingrene mot tetningselementet for å fastholde tetningen. Ring- og fingerstrukturen gjør det mulig for fluid å komme under en ende av tetningselementet og videre bidra med å skyve elementet mot borehullveggen som kan være en åpen brønn. En annen ring fra hylseutsiden strekker seg inn i elementet for å fastholde den mot glidningskraften fra differansetrykkene. Det finnes flere mulige opsjoner slik som å orientere ringene med fingre i speilbilderetninger for å forøke tetningen mot differansetrykkene fra over eller under den regulerte tetningen. Selve ringen kan være en ekstruderingsbarriere og i et annet valg kan tetningen forlenge lengden på fingrene og deres basisring. Fagkyndige på området vil forstå oppfinnelsens forskjellige aspekter bedre ved å granske beskrivelsen av den foretrukne utførelsesformen og de tilknyttede tegningene samtidig som de er klar over at oppfinnelsens fullstendige område skal fastsettes utfra de vedlagte kravene.
SAMMENDRAG AV OPPFINNELSEN
[0012] Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås ved en pakning for undergrunnsbruk i et borehull som strekker seg fra en overflatelokalisering og definert av en borehullsvegg, omfattende:
et rørhus som danner en husvegg som omgir en passasje derigjennom, nevnte husvegg har en ytre overflate og en innsideoverflate i kontakt med fluid som strømmer mellom undergrunns lokaliseringen og overflaten;
et tetningselement som omgir nevnte ytre overflate;
minst en tetningsøkende kraftanordning på nevnte ytre overflate av nevnte husvegg, og kjennetegnet ved videre å omfatte i det minste et utkraget element opplagret, for en periode, kun ved en ende derav når det virker på nevnte tetningselement mellom nevnte tetningselement og nevnte ytre overflate av nevnte husvegg ved relativ radial bevegelse av en fri ende derav som, for en periode, ikke er opplagret, nevnte relative radiale bevegelse oppstår med hensyn til en radial bevegelse av nevnte ytre overflate ettersom nevnte passasje er ekspandert for å presse nevnte tetningselement mot borehullsveggen som, for en periode, adskiller nevnte frie ende fra støtte fra nevnte ytre overflate av nevnte husvegg.
[0013] Foretrukne utførelsesformer av pakningen er utdypet i kravene 2 til og med 22.
[0014] En åpen brønn-pakning bruker hylseekspansjon og et omgivende tetningselement som valgfritt kan ha en forøkningsfunksjon og ytterligere en tetningsforsterkningsfunksjon på en ring med en innvendig konus for å tilpasses et skår på hylseutsiden. Når en senke går framover til konusen ved overgangen mellom ringen og de forlengede flate fingrene, blir fingrene plastisk deformert i en utovervendende radial retning for å skyve ut tetningselementet. Krympning av hylsen aksialt grunnet radial ekspansjon bringer en ring på hylsens ytterflate under fingrene for å virke som en støtte for fingrene mot tetningen som er skjøvet mot den åpne brønnen. Speilbildeorienteringer tas i betraktning for å bidra til å tilbakeholde trykkforskjeller i motsatte retninger. En annen utvendig hylsering strekker seg inn i tetningen for å holde dens posisjon i løpet av trykkforskjellbelastning.
KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE
[0015] FIG.1 er en perspektivtegning av fingerringen i støttestillingen etter ekspansjon av hylsen;
[0016] FIG.2 er et tverrsnitt av pakningens innløpsposisjon;
[0017] FIG.3 er snittet av FIG.2 etter at ekspansjonen har startet;
[0018] FIG.4 er snittet av FIG.3 ved avslutning av ekspansjon og før trykkforskjellbelastning;
[0019] FIG.5 er snittet av FIG.4 med trykkforskjell påført ovenfra;
[0020] FIG.6 viser en speilbildeordning for å forsterke tetningskraften mot differensialer fra motsatte retninger;
[0021] FIG.7 er en perspektivtegning av utsiden av fingerringen i innløpsposisjon.
[0022] FIG.8 er en alternativ utførelsesform til FIG.2 vist i innløpsposisjon;
[0023] FIG.9 er snittet av FIG.8 i den innstilte posisjonen med trykkforskjell fra undersiden;
[0024] FIG.10 er en alternativ tegning av FIG.6 som viser festenøkkelsporet.
DETALJERT BESKRIVELSE AV FORETRUKKET UTFØRELSESFORM
[0025] FIG.2 viser elementene til pakningssammenstillingen 10 i én utførelsesform. En hylse 12 har en konus 14 som danner et skår 15 på ytterflaten av hylsen 12. Støtteringen 16 er en sammenstilling som har en initiell splittring 18 som lar sammenstillingen 16 gli over hylsen 12 og plasseres som vist, hvorpå ringen 18 kan sveises tilbake inn i en kohesiv sirkulær form og festes til hylsen 12.
Alternativt, kan støtteringen glis over hylsen og deretter mekanisk deformeres ved konusen 14 slik at fingrene er i flukt med skåret 15. Sammenstillingen 16 har vekslende fingre 20 og 22 som best ses i FIG.1. Fingrene 22 har endekomponenter 24 som spenner over åpninger 26 som har avrundede nedre ender 28 for å spre belastning som akkumuleres ved overgangen mellom ringen 18 og fingrene 20 og 22. Det er en konisk overgang 28 mellom ringen 18 og fingrene 20 og 22. Tetningselementet 30 i denne utførelsesformen overlapper fingrene 20 og 22 ved ende 32. Lokalitet 34 representerer enden til bindingen mellom tetningselementet 30 og hylsen 12. En periferisk ring 36 strekker seg fra den utvendige overflaten 38 på hylsen 12 og inn i skåret 15. I innløpsposisjonen er ringen 36 i avstand fra nedre ende 40 av fingrene 20 og 22. Hylsens 12 radiale ekspansjon vil forårsake at hylsen 12 krymper i lengden og bringer ringen 36 under endene 40 av fingrene 20 og 22. Fingrene 22 ved deres respektive ender 24 vil bli initielt berørt av ring 36 når hylsen 12 krymper aksialt fra radial ekspansjon innenfra. En annen ring 42 strekker seg fra ytterflaten 38 i skåret 15 og inn i tetningen 30. Denne ringen 42 er mest for å feste tetningen 30 i den innstilte posisjonen med påførte trykkforskjeller og kan også fremme stansing av fluidlekkasjeveier mellom tetningen 30 og den ytre overflaten 38 av hylsen 12. Selv om en enkelt illustrativ ring 36 eller 42 er vist, kan ekstra ringer eller til og med andre former eller segmenterte ringer brukes.
[0026] Den avvikende dimensjonen til ring 18 er minst så stor som tetningselementet 30 for innløp for å tilveiebringe beskyttelse av tetningselementet 30.
[0027] FIG.3 sammenlignet med FIG.2 illustrerer hva som skjer når senken går framover og konusen 14 som definerer skåret 15 fjernes progressivt. Det som skjer er at fingrene 20 og 22 deformeres plastisk ved overgangen 28 slik at de utkragede fingrene 20 og 22 sine ledige ender 40 kommer vekk fra hylsen 12 for å definere en midlertidig åpning 44 mellom hylsen 12 og endene 40 som har den virkningen at de danner et framspring i tetningselementet 30 siden endene 40 som er blitt plastisk deformerte nå skyver et framspring 46 som er dannet i tetningselementet 30 mot borehullveggen 48. Noen fingre 20 eller 22 beveges mer enn andre avhengig av formen til den åpne brønnen hvor pakningssammenstillingen 10 er blitt ekspandert. Det skal også bemerkes i FIG.3 at ringen 36 har beveget seg aksialt grunnet hylsekrympning fra ekspansjon slik at den nå er under fingrene 20 og 22. Lokalitet 34 illustrerer der bindingen av tetningen 30 til hylsen 12 stanser, på en mer oppsiktsvekkende måte. Det bør bemerkes at når hylsen 12 ekspanderes kan ringen 18 enten ekspanderes eller ikke for å oppnå den virkningen som er beskrevet over.
[0028] FIG.4 viser den ferdige ekspansjonen og ikke noen påført trykkforskjell. Skåret 15 er fjernet. Undersiden 50 av ringen 18 har ikke lenger noen konus slik som i posisjonen i FIG.2. Hylsen 12 har krympet ved plassering av ring 36 under fingrene 20 og 22 til venstre for endene 40. Endene 40 er utkraget inn i tetningselementet 30 og dette klemmer det mot borehullveggen 48 i den åpne brønnen. Åpningene 26 mellom fingrene 20 og 22 er gjort større grunnet ekspansjonen slik det ses ved å sammenligne FIG.7 for innløpet og FIG.1 for ekspansjonstilstanden. Ring 42 skyves videre inn i tetningselementet 30 for å holde det tilbake mot aksial bevegelse som svar på påført trykkforskjell og også for å øke evnen til å motstå lekkasjeveiene som kan starte mellom tetningselementet 30 og ytterflaten av 38 hylsen 12. På dette tidspunktet har ekspansjonen av fingrene 20 og 22 blitt initielt plastisk deformert ved å presse endene 40 mot tetningselementet 30 inntil tetningselementet 30 er mot borehullveggen, fulgt av hylsen 12 som da hever ringen 36 tilbake i berøring med de nå plastisk bøyde fingrene 20 og 22 som er bøyd rundt aksen på konusen 28. Ekspansjonen har økt diameteren til hylsen 12 og tilføyd den økningen er høyden til ringen 36 og tykkelsen på fingeren 20 eller 22 som alle nå støtter tetningselementet 30 inn i borehullveggen 48.
[0029] Slik det ses i pilene 52 i FIG.5 går trykkforskjellen ovenfra gjennom åpningene 26 som vises i FIG.1 og går hele veien tilbake til lokalitet 34 hvor bindingen til hylsen 12 stanser. I prinsippet dannes en lang lomme 54 i enden av tetningselementet 30 slik at ved å motstå trykkforskjellen fra lengre oppe i borehullet, antar enden på tetningselementet 30 karakteristikkene til en oppovervendt pakningsskål ved differensial fra lengre oppe i borehullet representert av pil 52. Det bør bemerkes at problemer med skade ved utlegging som pakningsskåler typisk får, unngås fordi i innløpsposisjonen i FIG.2 trekkes tetningselementet 30 tilbake inn i skåret 15 og beskyttes ytterligere av ring 18 som stikker radialt ut minst så langt som tetningselementet 30. Ring 42 holder tetningselementet 30 fra å forskyve seg under belastningen representert av pil 52. Også vist i FIG.5 er det en ende 40' -del av en finger slik som 20' eller 22' av en speilbildesammenstilling 10' som ses best i FIG.6.
[0030] Støtteringen 18 kan deles initielt slik at den kan tilpasses over hylsen 12 og festes aksialt ved å ha en rille 19 som passer over en kile 21. Kilens og rillens lokalitet kan ombyttes. Når det er trykkforskjell slik det angis av pil 52, er det mer sannsynlig at det vil dette overbringes forbi ring 18 i en klaring etter ekspansjon rundt ring 18 og inne i rørveggen 48.
[0031] FIG.6 viser to sammenstillinger 10 og 10' i speilbildeorienteringer. I denne tegningen vises de i innkjøringsposisjonen, men i den innstilte posisjonen med en differensial i retningen av pil 52 i FIG.5 eller i motsatt retning av pil 52 framviser én av de illustrerte endene formen til tetningselementet 30 som angis i FIG.5, men orienteringen er motsatt avhengig av trykkforskjellens retning. I prinsippet er atferden beslektet med motsatte pakningsskåler med den øverste som peker oppover i borehullet og den nederste som peker nedover i borehullet. Selv om tetningselementet 30 er vist å være kontinuerlig over fingrene 20 og 22 og 20' og 22' på de motstilte sammenstillingene og eventuelle åpninger innimellom, vil fagkyndige innen området forstå at tetningselementet 30 også kan være i segmenter og alternativt kan segmentene strekke seg til ende 40 eller 40' på den illustrerte sammenstillingen 10 eller 10', slik det illustreres klarere i FIGURENE 8 og 9.
[0032] FIG.8 er innløpsposisjonen til sammenstilling 10" som har finger 20" og 22" slik det er beskrevet tidligere unntatt at tetningselementet 30" stanser nært eller ved ende 40". I denne versjonen, dekkes ringen 18" av tetningselementet 30" og ringen 18" overdekkes av tetningselementet 30" slik at ringen 18" kan fungere som en type ekstruderingsbarriere eller minst som en stabiliseringsring for å forebygge aksial forskyvning av tetningselementet 30". Reaksjonen under ekspansjon av hylsen 12" er slik det beskrives over. Skåret 15" fjernes og finger 20" og 22" bøyes plastisk nær overgang 28" slik at tetningselementet 30" tilkobles borehullveggen 48". I den illustrerte utførelsesformen gjør trykkforskjellbelastning i retning av pil 56 at sammenstillingen opptrer likt en ekspandert pakningsskål. Ytterligere sammenstillinger kan stilles på linje i den samme retningen som reserve eller i speilbildeorientering for å være i stand til å aktiviseres med differensialer i motsatte retninger. Fagkyndige innen området vil også forstå at i FIG.6 kan utførelsesformen ha en enkelt sammenstilling i en gitt orientering eller flere i samme orientering.
[0033] Det som angis er en sammenstilling som har lav beskyttet profil for innløp grunnet at tetningselementet er blitt trukket tilbake og inn i et skår og beskyttet av en ringstruktur med forlengede fingre som definerer åpninger mellom dem.
Åpningene er lukket ved de utkragede endene når de vekslende fingrene overlapper endene til tilstøtende fingre. Den koniske overgangen i ring- og fingerstrukturen gjør at fingrene dreier ut i plastisk deformasjon mot et omgivende tetningselement for å holde tetningselementet mot borehullveggen. Slik støtte kan forsterkes med en ring som plasserer seg selv under fingrene for å holde endene deres ut mot tetningselementet. Tetningsforsterkningssammenstillingene, når de er montert på endene til et tetningselement, muliggjør også at brønnfluider når undersiden ved endene av tetningselementet. I situasjoner hvor et slikt element er et forøkningselement, forsterkes endeforøkningen når aktiveringsfluidet slik som vann eller hydrokarboner fullstendig omgir enden av tetningselementet for forsterket forøkning og følgelig tetning. Åpningene mellom fingrene som utvides under ekspansjon fremmer også slik fluideksponering ikke bare for å øke forøkning men også for å forsterke tetningskraften fra trykk gitt mellom hylsen og tetningselementet for å gi tetningselementet driftskarakteristikkene til en pakningsskål uten nedsidene av slike tetninger slik som lav trykkforskjelltoleranse, skade på innløp og overstryking i brønnen på vei ut. De illustrerte utformingene gjør det mulig for en tetning å dannes raskt uten å måtte forsinke andre prosedyrer som venter på forøkning kun for å gjøre tetningen slik som i tidligere utforminger. Den økende tetningskraften oppstår fra under tetningselementet i motsetning til aksialt orienterte fjærsystemer som tidligere ble anvendt. Ekspansjonsprosessen og konfigurasjonen til fingerringen danner pakningsskål-lignende atferd i et ringformet element. Bruk av et skår gjør det mulig for tetningselementet å beskyttes ved innløp av fingeren i fingerringsammenstillingen. Skåret føyer seg inn i en konus på overgangen mellom ringen og fingrene for å danne den dreiende plastiske deformasjonen av fingrene som presser ut tetningselementet. Den plastiske dreiebevegelsen kan ytterligere stives opp av en støttering som beveges inn i posisjon grunnet aksial krympning som er en følge av ekspansjon, især med hylsen i kompresjon. Speilbildesammenstillinger overveies sammen med tetningselementer som ender ved enden av fingrene som kan ha støtten som beveges inn i stilling grunnet aksial krympning under ekspansjon eller den støtten kan alternativt utelates. Tilbakeholdelsesanordninger kan også strekke seg fra hylsen inn i tetningselementet for å bistå ved aksialt feste og minimering av lekkasjeveier mellom tetningselementet og hylsen. Tetningselementets ender som overlapper fingrene er ikke bundet til fingrene eller hylsen for å forenkle fluidinngang under tetningselementet for en økende kraft. Tetningselementet kan alternativt forøkes for å forsterke tetningen. Flere sammenstillinger i samme orientering tas også i betraktning for reserveformål. Hele rørstrengen som leverer hylsen behøver ikke ekspanderes, men det er heller bare selve hylsen som er tilstrekkelig for ekspansjon for å få den ønskede tetningsnytten av denne oppfinnelsen. Alternative deler av leveringsrørstrengen eller hele strengen kan ekspanderes inn i borehullveggen med de ekspanderbare pakningssegmentene. Enhver rørsammenføyning som er under tetningselementet behøver fremdeles ikke å forsegle etter ekspansjonen ettersom tetningselementet mot borehullveggen vil dekke slike sammenføyninger.
[0034] Beskrivelsen over er illustrerende for den foretrukne utførelsesformen og mange endringer kan bli gjort av fagkyndige på området uten å avvike fra oppfinnelsens omfang som skal fastsettes ut fra det bokstavelige og ekvivalente omfanget i patentkravene under.
Claims (22)
1. Pakning for undergrunns bruk i et borehull som strekker seg fra en overflatelokalisering og definert av en borehulls vegg (48), omfattende:
et rørhus som danner en husvegg som omgir en passasje derigjennom, nevnte husvegg har en ytre overflate og en innsideoverflate i kontakt med fluid som strømmer mellom undergrunns lokaliseringen og overflaten;
et tetningselement (30) som omgir nevnte ytre overflate;
minst en tetningsøkende kraftanordning på nevnte ytre overflate av nevnte husvegg, og
k a r a k t e r i s e r t v e d videre å omfatte i det minste et utkraget element opplagret, for en periode, kun ved en ende derav når det virker på nevnte tetningselement (30) mellom nevnte tetningselement (30) og nevnte ytre overflate av nevnte husvegg ved relativ radial bevegelse av en fri ende derav som, for en periode, ikke er opplagret, nevnte relative radiale bevegelse oppstår med hensyn til en radial bevegelse av nevnte ytre overflate ettersom nevnte passasje er ekspandert for å presse nevnte tetningselement (30) mot borehullsveggen (48) som, for en periode, adskiller nevnte frie ende fra støtte fra nevnte ytre overflate av nevnte husvegg.
2. Pakning (10) ifølge krav 1,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t:
nevnte utkragede element er presset mot nevnte tetningselement (30) ved ekspansjon av nevnte hus.
3. Pakning (10) ifølge krav 1,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t:
nevnte tetningsøkende kraftanordning er lokalisert i det minste delvis i et undersnitt dannet på ytre overflate av nevnte hus.
4. Pakning (10) ifølge krav 3,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t:
et parti av nevnte tetningsøkende kraftanordning er ikke dekket av nevnte tetningselement (30) og nevnte parti strekker seg radialt, før nevnte hus er ekspandert, i det minste delvis så langt som nevnte tetningselement (30).
5. Pakning (10) ifølge krav 3,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t:
nevnte tetningselement (30) strekker seg delvis inn i nevnte undersnitt før nevnte hus er ekspandert.
6. Pakning (10) ifølge krav 3,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t:
nevnte undersnitt er eliminert med ekspansjon av nevnte hus.
7. Pakning (10) ifølge krav 1,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t:
nevnte tetningselement (30) er festet ved nevnte hus kun ved en lokalisering adskilt fra nevnte utkragede element.
8. Pakning (10) ifølge krav 1,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t:
nevnte hus omfatter videre i det minste et holdeelement som strekker seg inn i nevnte tetningselement (30) for aksialt å feste nevnte tetningselement til nevnte hus.
9. Pakning (10) ifølge krav 1,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t:
nevnte i det minste ene tetningsøkende kraftanordning omfatter motstående tetningsøkende kraftanordninger anbrakt i speilbildet til hverandre.
10. Pakning (10) ifølge krav 1,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t:
nevnte i det minste ene tetningsøkende kraftandordning omfatter flertall av tetningsøkende kraftanordninger anbrakt i innretning med hverandre.
11. Pakning (10) ifølge krav 1,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t:
nevnte utkragede element omfatter flertall av utkragede fingre (20, 22) som strekker seg generelt aksialt fra en ring (18) montert rundt nevnte hus.
12. Pakning (10) ifølge krav 11,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t:
nevnte fingre (20, 22) danner aksialt orienterte åpninger (26) mellom dem; nevnte fingre (20, 22) har overlappende frie endre for å lukke nevnte åpninger (26).
13. Pakning (10) ifølge krav 1,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t:
nevnte tetningselement (30) har en ende tilstøtende fri ende av nevnte utkragede element.
14. Pakning (10) ifølge krav 13,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t:
nevnte tetningselement (30) dekker i det minste helt nevnte tetningsøkende kraftanordning.
15. Pakning (10) ifølge krav 13,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t:
ekspansjon av nevnte hus bøyer nevnte utkragede element bort fra nevnte hus for å bevege nevnte tetningselement (30) mot borehullsveggen (48) idet en åpning etterlates for trykksatte borehullsfluider kan gå mellom nevnte hus og nevnte utkragede element for å øke tetningskraften mot borehullsveggen (48).
16. Pakning (10) ifølge krav 1,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t:
nevnte ring er aksialt holdt av nevnte hus.
17. Pakning (10) ifølge krav 7,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t:
en ende av nevnte tetningselement (30) som ikke er festet i nevnte hus er skjøvet mot borehullsveggen (48) av nevnte tetningsøkende kraftanordning og nevnte tetningsøkende kraftanordning tillater trykksatt borehullfluid og gå mellom nevnte hus og nevnte tetningselement (30) for å øke forsterkningen fra nevnte tetningsøkende kraftanordning mot veggen (48).
18. Pakning (10) ifølge krav 11,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t:
nevnte fingre (20, 22) er forbundet med nevnte ring igjennom en konisk overgang (28) slik at ekspansjon av nevnte hus opptar nevnte overgang (28) for å tvinge nevnte fingre (20, 22) for plastisk å rotere omkring nevnte overgang og mot nevnte tetningselement (30).
19. Pakning (10) ifølge krav 18,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t:
nevnte koniske overgang (28) er lokalisert tilstøtende en ende av et undersnitt dannet på en ytre overflate av nevnte hus.
20. Pakning (10) ifølge krav 1,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t:
nevnte hus omfatter videre en støttedel som beveger seg mot nevnte utkragede element som et resultat av langsgående krymping av nevnte hus fra radial ekspansjon derav;
nevnte støttedel (16) er lokalisert mellom nevnte hus og nevnte tetningselement (30) og bevegbar fra en initiell lokalisering ved en adskilt aksial avstand fra en fri ende av nevnte fingre (20, 22) til en andre lokalisering mellom nevnte frie ende av nevnte fingre (20, 22) og nevnte ring.
21. Pakning (10) ifølge krav 20,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t:
nevnte støtteelement (16) omfatter i det minste en kontinuerlig ring (36, 42) eller adskilte segmenter på nevnte ytre overflate av nevnte hus.
22. Pakning (10) ifølge krav 11,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t:
nevnte fingre (20, 22) roterer plastisk med eller uten ekspansjon av nevnte ring (18).
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US13/034,285 US9140094B2 (en) | 2011-02-24 | 2011-02-24 | Open hole expandable packer with extended reach feature |
PCT/US2012/025777 WO2012115892A2 (en) | 2011-02-24 | 2012-02-20 | Open hole expandable packer with extended reach feature |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20130926A1 NO20130926A1 (no) | 2013-07-08 |
NO345515B1 true NO345515B1 (no) | 2021-03-22 |
Family
ID=46718211
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20130926A NO345515B1 (no) | 2011-02-24 | 2012-02-20 | Ekspanderbar pakning i åpen brønn med utvidet rekkeviddefunksjon |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9140094B2 (no) |
CN (1) | CN103348093B (no) |
AU (3) | AU2012220879B2 (no) |
MY (1) | MY167856A (no) |
NO (1) | NO345515B1 (no) |
WO (1) | WO2012115892A2 (no) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104727777B (zh) * | 2015-04-04 | 2017-03-08 | 东营百华石油技术开发有限公司 | 温控型液压封隔器 |
US10655425B2 (en) * | 2015-07-01 | 2020-05-19 | Shell Oil Company | Method and system for sealing an annulur space around an expanded well tubular |
CN106337665B (zh) * | 2015-07-06 | 2019-07-26 | 盐城市鑫源石化机械有限公司 | 用于高温高难井酸化压裂的封隔器 |
US9995103B2 (en) | 2015-10-20 | 2018-06-12 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Extended reach anti-extrusion ring assembly with anchoring feature |
US10174581B2 (en) * | 2015-10-23 | 2019-01-08 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Method and apparatus to utilize a deformable filler ring |
US20180023366A1 (en) * | 2016-01-06 | 2018-01-25 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Slotted Backup Ring Assembly |
US10704355B2 (en) | 2016-01-06 | 2020-07-07 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Slotted anti-extrusion ring assembly |
EP3388616A1 (en) * | 2017-04-13 | 2018-10-17 | Shell International Research Maatschappij B.V. | Anchor system |
US10526864B2 (en) | 2017-04-13 | 2020-01-07 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Seal backup, seal system and wellbore system |
US10370935B2 (en) | 2017-07-14 | 2019-08-06 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Packer assembly including a support ring |
US10689942B2 (en) | 2017-09-11 | 2020-06-23 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Multi-layer packer backup ring with closed extrusion gaps |
US10907438B2 (en) | 2017-09-11 | 2021-02-02 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Multi-layer backup ring |
US10677014B2 (en) | 2017-09-11 | 2020-06-09 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Multi-layer backup ring including interlock members |
US10907437B2 (en) | 2019-03-28 | 2021-02-02 | Baker Hughes Oilfield Operations Llc | Multi-layer backup ring |
CN109653694B (zh) * | 2019-02-19 | 2024-03-08 | 中科金佳(北京)油田技术开发有限公司 | 一种用于管柱的承载组件 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040055760A1 (en) * | 2002-09-20 | 2004-03-25 | Nguyen Philip D. | Method and apparatus for forming an annular barrier in a wellbore |
US20070261863A1 (en) * | 2004-06-11 | 2007-11-15 | Iain Macleod | Sealing system |
US20090308592A1 (en) * | 2006-03-23 | 2009-12-17 | Lee Mercer | Packer |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3053321A (en) * | 1959-11-23 | 1962-09-11 | Jersey Prod Res Co | Thermodynamic packer |
GB9923092D0 (en) * | 1999-09-30 | 1999-12-01 | Solinst Canada Ltd | System for introducing granular material into a borehole |
US7051805B2 (en) | 2001-12-20 | 2006-05-30 | Baker Hughes Incorporated | Expandable packer with anchoring feature |
US7387170B2 (en) | 2002-04-05 | 2008-06-17 | Baker Hughes Incorporated | Expandable packer with mounted exterior slips and seal |
GB0215659D0 (en) | 2002-07-06 | 2002-08-14 | Weatherford Lamb | Formed tubulars |
US7243732B2 (en) * | 2003-09-26 | 2007-07-17 | Baker Hughes Incorporated | Zonal isolation using elastic memory foam |
US7234533B2 (en) | 2003-10-03 | 2007-06-26 | Schlumberger Technology Corporation | Well packer having an energized sealing element and associated method |
CN1902375B (zh) * | 2003-11-25 | 2011-07-06 | 贝克休斯公司 | 井眼可膨胀式封隔器 |
NO324087B1 (no) * | 2005-05-02 | 2007-08-13 | Easy Well Solutions As | Anordning ved ringromspakning |
US7431078B2 (en) | 2005-05-27 | 2008-10-07 | Baker Hughes Incorporated | Using pipe shrinkage upon expansion to actuate a downhole tool |
US7661471B2 (en) | 2005-12-01 | 2010-02-16 | Baker Hughes Incorporated | Self energized backup system for packer sealing elements |
US7392841B2 (en) | 2005-12-28 | 2008-07-01 | Baker Hughes Incorporated | Self boosting packing element |
US7387158B2 (en) | 2006-01-18 | 2008-06-17 | Baker Hughes Incorporated | Self energized packer |
US7441596B2 (en) | 2006-06-23 | 2008-10-28 | Baker Hughes Incorporated | Swelling element packer and installation method |
US7562704B2 (en) | 2006-07-14 | 2009-07-21 | Baker Hughes Incorporated | Delaying swelling in a downhole packer element |
US7552768B2 (en) | 2006-07-26 | 2009-06-30 | Baker Hughes Incorporated | Swelling packer element with enhanced sealing force |
GB2444060B (en) | 2006-11-21 | 2008-12-17 | Swelltec Ltd | Downhole apparatus and method |
US7478679B2 (en) | 2006-12-06 | 2009-01-20 | Baker Hughes Incorporated | Field assembled packer |
US7730940B2 (en) | 2007-01-16 | 2010-06-08 | Baker Hughes Incorporated | Split body swelling packer |
US7661473B2 (en) | 2007-03-13 | 2010-02-16 | Baker Hughes Incorporated | Expansion enhancement device |
US7681653B2 (en) | 2008-08-04 | 2010-03-23 | Baker Hughes Incorporated | Swelling delay cover for a packer |
US8360142B2 (en) | 2009-06-15 | 2013-01-29 | Enventure Global Technology, Llc | High-ratio tubular expansion |
US8662161B2 (en) * | 2011-02-24 | 2014-03-04 | Baker Hughes Incorporated | Expandable packer with expansion induced axially movable support feature |
US8151873B1 (en) * | 2011-02-24 | 2012-04-10 | Baker Hughes Incorporated | Expandable packer with mandrel undercuts and sealing boost feature |
-
2011
- 2011-02-24 US US13/034,285 patent/US9140094B2/en active Active
-
2012
- 2012-02-20 MY MYPI2013701469A patent/MY167856A/en unknown
- 2012-02-20 CN CN201280008278.2A patent/CN103348093B/zh active Active
- 2012-02-20 AU AU2012220879A patent/AU2012220879B2/en active Active
- 2012-02-20 NO NO20130926A patent/NO345515B1/no unknown
- 2012-02-20 WO PCT/US2012/025777 patent/WO2012115892A2/en active Application Filing
-
2016
- 2016-12-16 AU AU2016273994A patent/AU2016273994B2/en active Active
- 2016-12-16 AU AU2016273992A patent/AU2016273992B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040055760A1 (en) * | 2002-09-20 | 2004-03-25 | Nguyen Philip D. | Method and apparatus for forming an annular barrier in a wellbore |
US20070261863A1 (en) * | 2004-06-11 | 2007-11-15 | Iain Macleod | Sealing system |
US20090308592A1 (en) * | 2006-03-23 | 2009-12-17 | Lee Mercer | Packer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO20130926A1 (no) | 2013-07-08 |
US9140094B2 (en) | 2015-09-22 |
AU2016273992B2 (en) | 2017-07-06 |
AU2012220879B2 (en) | 2017-01-12 |
MY167856A (en) | 2018-09-26 |
WO2012115892A2 (en) | 2012-08-30 |
AU2016273994A1 (en) | 2017-01-12 |
CN103348093A (zh) | 2013-10-09 |
US20120217003A1 (en) | 2012-08-30 |
CN103348093B (zh) | 2016-11-16 |
WO2012115892A3 (en) | 2013-01-24 |
AU2016273994B2 (en) | 2017-06-29 |
AU2012220879A1 (en) | 2013-07-18 |
AU2016273992A1 (en) | 2017-01-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO345515B1 (no) | Ekspanderbar pakning i åpen brønn med utvidet rekkeviddefunksjon | |
NO345270B1 (no) | Pakning for underjordisk bruk i et borehull definert av en vegg | |
NO344049B1 (no) | Verktøy for å gå i inngrep med en omgivende overflate av et urundt hull | |
AU2012221027B2 (en) | Expandable packer with mandrel undercuts and sealing boost feature | |
CN101548063B (zh) | 可膨胀的封隔器结构 | |
NO338705B1 (no) | Tetningssystem og fremgangsmåte | |
NO347422B1 (no) | Tilbaketrekkbar kronbladflens for en underjordisk tetning | |
EP2753788B1 (en) | Annular seal for expanded pipe with one way flow feature | |
US20110101615A1 (en) | Sealing apparatus | |
NO344262B1 (no) | Antiekstrusjonsbackupsystem, pakkeelementsystem med backupsystem, og framgangsmåte | |
MX2013006684A (es) | Dispositivo de conexion. | |
NO20120087A1 (no) | Ekspanderbar støttering | |
NO330060B1 (no) | Anordning og fremgangsmate for isolasjon av borehull | |
WO2012122089A2 (en) | Expandable isolation packer | |
NO20120704A1 (no) | Kopling for a montere filter til hovedror uten sveising eller smiing | |
NO345603B1 (no) | Sammenstilling for å redusere et radialt mellomrom mellom radialt nærstående komponenter | |
WO2015177545A2 (en) | Improved isolation barrier | |
CN115680542A (zh) | 防漏失装置、防气窜装置及固井装置 | |
GB2504319A (en) | Annular seal back up assembly |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: BAKER HUGHES HOLDINGS LLC, US |