NO345970B1

NO345970B1 - Brønnverktøy-tetningsarrangement og fremgangsmåte for tetting av et brønnrør

Info

Publication number: NO345970B1
Application number: NO20130238A
Authority: NO
Inventors: Gary L Anderson
Original assignee: Baker Hughes Holdings Llc
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2011-07-06
Publication date: 2021-11-22
Also published as: NO20130238A1; BR112013006125B1; AU2011302588B2; BR112013006125A2; US20120061104A1; AU2011302588A1; WO2012036773A1; GB2496797A; GB2496797B; US8727025B2; GB201302832D0

Description

BAKGRUNN

[0001] Rørsystemer anvender typisk verktøy som aktuerer i samsvar med hydrauliske trykk som påføres et stempel. Elastomer-tetninger, slik som f.eks. o-ringer anbrakt ved stemplene, tillater stemplene å bevege seg i forhold til et hus idet tetninger opprettholdes derimellom. Etter aktuering av verktøyet har elastomertetningene, ved utforming, utført sin oppgave og det vil ikke være nødvendig for å holde differensialtrykk derover. I noen situasjoner, kan imidlertid påfølgende borehullsaktivitet bevirke at et differensialtrykk eksisterer over tetningene. Denne situasjon kan oppstå ved plugging av et parti av en brønnboring for å forhindre produksjon derfra i en anvendelse rettet mot f.eks. hydrokarbonutvinning. Fortsatt differensialtrykk over elastomertetningene medfører høyere funksjonelle og strukturelle krav for tetningene. Systemer og fremgangsmåter for å unngå å stille disse ytterligere krav for tetninger vil derfor godt mottas innen fagområdet.

[0002] CA 2455543 A1 omtaler en fremgangsmåte for å redusere slitasje på en reservetetning som tetter et lagerkammer til et brønnverktøy. Fremgangsmåten innebærer å tilveiebringe enten den første tetningssammenstilling, den andre tetningssammenstilling eller begge med et flytende stempel som beveger seg aksialt i lagerkammeret i samsvar med forandringer i trykk. Bevegelse av det flytende stempel bestemmer plasseringen av én eller flere reservetetninger. Enten er den ytre overflate av den roterende aksel eller det flytende stempel anordnet med underskjæring, som tilveiebringer et klaringsrom mellom reservetetningen og den ytre overflaten av den roterende aksel. Reservetetningen opptar ikke den ytre overflate av den roterende aksel inntil aksial bevegelse av det flytende stempel oppstår for å flytte reservetetningen ut av underskjæringen og inn i inngrep med det ytre eller overflaten av den roterende aksel.

[0003] US 7878256 B2 omtaler en sprengplugg for plassering i brønnfluidpassasje som har en skjærskive som kan installeres i en tetningsposisjon i fluidpassasjen. Skjærskiven kan åpnes ved å påføre fluid ved et sprengtrykk mot skjærskiven. Sprengpluggen har en holder og hylse som er utformet for å holde skjærskiven i en fluidstrømningsblokkerende stilling etter at skjærskiven er fjernet fra sin tetningsposisjon. Hylsen har en skjærskiveholdeposisjon i låsende inngrep med holderen når fluid ved sprengtrykk er i kommunikasjon med denne. Hylsen inntar deretter en posisjon for fjerning av en skjærskive når fluid i kommunikasjon med denne reduseres til et valgt trykk lavere enn sprengtrykket. I posisjonen for fjerning av skjærskiven frigjøres hylsen og holderen fra blokkeringsposisjonen, slik at skjærskiven og holderen kan drives ut av fluidpassasjen.

[0004] US 8136588 B2 omtaler et setteverktøy for landing og setting av et gjenvinnbart brønnverktøy ved enhver lokalisering i et borehull som innbefatter en indre stang, en setteverktøyforankringsanordning montert på den indre stang og kontrollerbart omkonfigurerbar mellom en tilbaketrukket konfigurasjon for å tillate bevegelse av verktøyet gjennom borehullet og en radielt utvidet konfigurasjon for låsende inngrep av setteverktøyet med boringsveggen, en setteverktøyaktueringssammenstilling for å bevirke gjensidig bevegelse av omkonfigureringen av setteverktøyforankringsanordningen til og fra den tilbaketrukkede og utvidede konfigurasjon uten påvirkning med noen begrensninger eller fordypninger innen borehullet, og en motstandsanordning for friksjonsmessig inngrep med borehullsveggen med tilstrekkelig gripekraft for på den måten å holde posisjonen av setteverktøyet i forhold til borehullet under bevegelse av setteverktøyaktueringssammenstillingen til og fra den første og andre konfigurasjon ved påføring av aksial kraft.

KORT BESKRIVELSE

[0005] Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås ved et brønnverktøy omfattende:

et legeme som er tettende mottakelig til en først plugg posisjonert ved en første tetningsboring ved en fordypning i legemet og tettende mottakelig til en andre plugg posisjonert ved en andre tetningsboring ved fordypningen i legemet; og videre kjennetegnet ved et stempel som er bevegelig i forhold til legemet i samsvar med et trykkdifferensial bygget over stempelet, brønnverktøyet er konfigurert for å tillate trykk bygget mot den første plugg tettet med legemet for også å bygge mot stempelet men for å forhindre trykk bygget mot den andre plugg tettet med legemet fra å bygges mot stempelet.

[0006] Foretrukne utførelsesformer av brønnverktøyet er utdypet i kravene 2 til og med 10.

[0007] Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås videre ved en fremgangsmåte for tetting av et brønnverktøy, kjennetegnet ved at det omfatter:

å posisjonere en første plugg med en fordypning til brønnverktøyet;

å tettende oppta en første tetningsboring til brønnverktøyet med den første plugg; å trykksette opp mot et stempel til brønnverktøyet med trykk bygget mot den første plugg tettet med legemet;

å fjerne den første plugg fra tetningsinngrep med brønnverktøyet;

å posisjonere en andre plugg med fordypningen;

å tettende oppta den andre tetningsboring til brønnverktøyet med den andre plugg; og

å trykksette opp mot den andre plugg tettet med legemet uten å trykksette opp mot stempelet.

[0008] Foretrukne utførelsesformer av fremgangsmåten er videre utdypet i kravene 12, 13 og 14.

[0009] Omtalt heri er et brønnverktøy. Brønnverktøyet innbefatter et legeme med en fordypning, en første tetningsboring, en andre tetningsboring og et verktøy anbrakt ved legemet som reagerer på differensialtrykk over et stempel. Verktøyet er konfigurert for å tillate at et differensialtrykk dannes over stempelet i samsvar med en første plugg tettende til og lokalisert ved den første tetningsboring ved fordypningen og forebyggende for forming av et trykkdifferensial over stempelet i samsvar med en andre plugg tettende til og lokalisert ved den andre tetningsboring ved fordypningen.

[0010] Videre omtalt heri er en fremgangsmåte for tetting av et brønnverktøy.

Fremgangsmåten innbefatter, posisjonering av en første plugg med en fordypning av brønnverktøyet, å tettende oppta en første tetningsboring med den første plugg, og trykksette opp mot den første plugg, og oppbygging av et trykkdifferensial over et stempel til brønnverktøyet. Fremgangsmåten innbefatter videre, å fjerne den første plugg fra inngrep med brønnverktøyet, å posisjonere en andre plugg med fordypningen, å tettende oppta en andre tetningsboring med en andre plugg, og forhindre oppbygging av et trykkdifferensial over stempelet.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0011] Den følgende beskrivelse skal på ingen måte anses begrensende. Med referanse til de vedføyde tegninger er like elementer nummerert likt:

[0012] Fig.1 viser et delvis tverrsnittsriss av et brønnverktøy-tetningsarrangement omtalt heri.

DETALJERT BESKRIVELSE

[0013] En detaljert beskrivelse av én eller flere utførelser av det omtalte apparat og fremgangsmåte er presentert heri ved hjelp av eksemplifisering og ikke begrensning med referanse til figurene.

[0014] Med referanse til fig.1, er en utførelse av et brønnverktøytetningsarrangement omtalt heri illustrert generelt ved 10. Brønnverktøytetningsarrangementet 10 innbefatter et setteverktøy 14 som reagerer på hydraulisk trykk som virker på et stempel 18. Et rør 22 har en første tetningsboring 26 og en andre tetningsboring 30 som langsgående spenner over én eller flere åpninger 34, med en enkel åpning som er illustrert i denne utførelse, gjennom en vegg 38 derav. Tetningsboringene 26, 30 er tettende mottakelig for én eller flere plugger 42 som kan kjøres innen røret 22. Den første tetningsboring 26 er posisjonert nedstrøms av åpningen 34 idet den andre tetningsboring 30 er posisjonert oppstrøms av åpningen 34. En pakning 46, illustrert i denne utførelse, posisjonert opphulls av setteverktøyet 14 og åpningen 34, kan settes i bevegelse av stempelet 18 i en opphulls retning.

[0015] Den foregående struktur er operert ved først å kjøre én av pluggene 42 inn i tetningsinngrep med den første tetningsboring 26. Én eller flere fordypninger 50 (med nettopp en fordypning er illustrert heri) i røret 22 kan koples ved en spennhylse 52. (Det skal bemerkes at klør eller andre inngrepsanordninger også kan anvendes istedenfor eller i tillegg til spennhylsen) til pluggen 42 for å posisjonerbart lokalisere pluggen 42 i tetningsinngrep med en overflate 53 til den første tetningsboring 26. Hydraulisk trykk kan så bygges opp mot pluggen 42, i dette tilfelle fra opphullsretningen, og trykksette stempelet 18 gjennom åpningen 34. Stempelet 8 beveger seg så i en oppoverretning og opptar en ring 54 til pakningen 46 og setter pakningen 46 inn i tetning og forankringsinngrep med et borehull 58, fôringsrør, eller annen brønnstruktur. Et sperrearrangement 62 kan anvendes for å holde pakningen 46 i den satte posisjon, selv etter at trykket på setteverktøyet 14 har blitt redusert.

[0016] Tilstedeværelsen av den andre tetningsboring 30 og posisjoneringen av den andre tetningsboring 30, spesielt den andre tetningsboring 30 er lokalisert opphulls av den første tegningsboring 26 og åpningen 34, sørger for fordeler i forhold til typiske systemer. Typiske systemer anvender kun den første tetningsboring 26 og ikke den andre tetningsboring 30, eller krever en annen fordypning eller sett av fordypninger med en mindre dimensjonert andre tetningsboring som begrenser den indre dimensjon av systemet. Følgelig kan operatører av typiske systemer isolere borehullet 58 under den første tetningsboring 26 kun ved tettende å oppta den første tetningsboring 26. Ved å gjøre dette, danner imidlertid elastomertetninger 64, anvendt i setteverktøyet 14, slik som f.eks. o-ringer for glidende tetninger til stempler, et parti av den isolerende tetning. Tetningskravene for å isolere borehullet 58 under verktøyet 14 er vanligvis mer krevende enn bare å tette stempelet 18 tilstrekkelig for å tillate aktuering av setteverktøyet 14.

Således, kan typiske systemer kreve mer holdbare og mer kostbare materialer for å benyttes i elastomertetningene 64. I foreliggende oppfinnelse, behøver ikke f.eks. elastomertetningene 64 å danne et parti av en isolerende tetning siden pluggen 42 kan avsettes til den andre tetningsboring 30. Siden, i dette tilfelle er en innside 70 av røret 22 og et ringformet rom 74, dannet mellom borehullet 58 og den ytre overflate 78 til røret 22 under pakningen 46, vesentlig ved samme trykk, erfarer ikke elastomertetningen 64 differensialtrykk derover under isolasjon.

Elastomertetningen 64 i brønnverktøy-tetningsarrangementet 10 omtalt heri har ingen ytterligere ytelseskrav utover hva som er krevd for tettende å oppta stempelet 18 under aktuering av setteverktøyet 14. Det skal også bemerkes at når én av pluggene 42 er i tettende inngrep med den andre tetningsboring 30, er stempelet 18 og elastomertetningene 64 også isolert fra hydrostatisk trykk.

[0017] Videre, kan en overflate 82 til den andre tetningsboring 30 være dimensjonert vesentlig slik som overflaten 53 til den første tetningsboring 26. Ved å gjøre dette, kan pluggene 42, som tetter mot hver av den første tetningsboring 26 og den andre tetningsboring 30 ha lignende tetningselementer 86 som er dimensjonert likt. I tillegg vil ingen av overflatene 53, 82 skape en begrensning for strømming gjennom røret 22 som er større enn den andre. Pluggene 42, som så tetter mot den første tetningsboring 26 kan avvike fra pluggene 42 som tetter mot den andre tetningsboring 30 kun med en langsgående lengde mellom spennhylsen 52 og tetningselementene 86.

[0018] Idet oppfinnelsen blir beskrevet med referanse til en eksemplifiserende utførelse eller utførelser, vil det forstås av de som er faglært på området at forskjellige forandringer kan gjøres og ekvivalenter kan erstattes for elementer derav uten å avvike fra omfanget av oppfinnelsen. I tillegg kan mange modifikasjoner gjøres for å tilpasse en spesiell situasjon eller materiale til lærene i oppfinnelsen uten å avvike fra det vesentlige omfang av denne. Derfor, er intensjonen at oppfinnelsen ikke er begrenset til den spesielle omtalte utførelse som overveid å være den beste utførelsesform for å utføre denne oppfinnelse, men at oppfinnelsen kan innbefatte alle utførelser som faller innen omfanget av kravene. Også i tegningene og beskrivelsene har det blitt omtalt eksemplifiserende utførelser av oppfinnelsen og, selv om spesifikke betegnelser kan ha blitt anvendt, er de med mindre ikke er angitt, kun benyttet på en generisk og beskrivende måte og ikke for forbehold med begrensning, og således er omfanget av oppfinnelsen således ikke begrenset. Dessuten, angir bruken av betegnelsene, første, andre, etc. ingen rekkefølge eller viktighet, men betegnelsene første, andre, etc. er isteden benyttet for å skille ett element fra et annet. Videre, angir ikke bruken av betegnelsene en, et, etc., en mengdebegrensning, men angir isteden tilstedeværelsen av i det minst én av den refererte gjenstand.

Claims

PATENTKRAV

1. Brønnverktøy omfattende:

et legeme som er tettende mottakelig til en først plugg (42) posisjonert ved en første tetningsboring (26) ved en fordypning (50) i legemet og tettende mottakelig til en andre plugg (42) posisjonert ved en andre tetningsboring (30) ved fordypningen (50) i legemet; og videre

k a r a k t e r i s e r t v e d et stempel (18) som er bevegelig i forhold til legemet i samsvar med et trykkdifferensial bygget over stempelet (18), brønnverktøyet er konfigurert for å tillate trykk bygget mot den første plugg (42) tettet med legemet for også å bygge mot stempelet (18) men for å forhindre trykk bygget mot den andre plugg (42) tettet med legemet fra å bygges mot stempelet (18).

2. Brønnverktøy ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t verktøyet er et setteverktøy (14).

3. Brønnverktøy ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t den første tetningsboring (26) er posisjonert nedihulls fra den andre tetningsboring (30).

4. Brønnverktøy ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t en tetningsoverflate til den første tetningsboring (26) og en tetningsoverflate til den andre tetningsboring (30) anvender vesentlig de samme dimensjoner.

5. Brønnverktøy ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t den første tetningsboring (26) og den andre tetningsboring (30) er dannet på en indre overflate av et rør.

6. Brønnverktøy ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t den andre tetningsboring (30) når tettende inngrep med en av pluggene (42) isolerer stempelet (18) fra hydrostatisk trykk.

7. Brønnverktøy ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t fordypningen (50) er en ringformet fordypning på en innside av et rør.

8. Brønnverktøy ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t legemet er et rør.

9. Brønnverktøy ifølge krav 8,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t røret innbefatter i det minste én port derigjennom posisjonert mellom den første tetningsboring (26) og den andre tetningsboring (30).

10. Brønnverktøy ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t det videre omfatter i det minste en elastomertetning (64) anbrakt ved stempelet (18).

11. Fremgangsmåte for tetting av et brønnverktøy,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t det omfatter:

å posisjonere en første plugg (42) med en fordypning (50) til brønnverktøyet; å tettende oppta en første tetningsboring (26) til brønnverktøyet med den første plugg (42);

å trykksette opp mot et stempel (18) til brønnverktøyet med trykk bygget mot den første plugg (42) tettet med legemet;

å fjerne den første plugg (42) fra tetningsinngrep med brønnverktøyet;

å posisjonere en andre plugg (42) med fordypningen (50);

å tettende oppta en andre tetningsboring (30) til brønnverktøyet med den andre plugg (42); og

å trykksette opp mot den andre plugg (42) tettet med legemet uten å trykksette opp mot stempelet (18).

12. Fremgangsmåte for tetting av et brønnverktøy ifølge krav 11,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t den videre omfatter å aktuere brønnverktøyet med trykk bygget opp mot stempelet (18).

13. Fremgangsmåte for tetting av et brønnverktøy ifølge krav 11,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t oppbyggingen av trykk mot stempelet (18) innbefatter leding av fluid gjennom en åpning i et rør.

14. Fremgangsmåte for tetting av et brønnverktøy ifølge krav 11,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t posisjoneringen av den første plugg (42) innbefatter å oppta fordypningen (50) med en spennhylse (52), klør eller annen låsemekanisme.