NO346826B1

NO346826B1 - Strømningskontrollenheter og metoder for bruk

Info

Publication number: NO346826B1
Application number: NO20150494A
Authority: NO
Inventors: Matthew Earl Franklin; Stephen M Greci
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2023-01-23
Also published as: AU2012397205B2; GB201505503D0; CA2887860C; WO2014098862A1; GB2523477A; GB2523477B; BR112015007584A2; SG11201502565XA; CA2887860A1; US9518455B2; US20150292300A1; BR112015007584B1; AU2012397205A1; NO20150494A1

Description

BAKGRUNN

Den foreliggende oppfinnelsen gjelder kontrollenheter for borehullstrømning, mer bestemt, forbedrede strømningskontrollenheter og metoder til bruk derav.

I hydrokarbonproduksjonsbrønner er det ofte fordelaktig å regulere strømmen av formasjonsfluider fra en underjordisk formasjon inn i et borehull som trenger gjennom denne. En rekke forskjellige grunner eller formål kan nødvendiggjøre slik kontroll, inkludert f.eks. forhindring av vann- og/eller gasskoning, minimalisere vann- og/eller gassproduksjon, minimalisere sandproduksjon, maksimere oljeproduksjon, balansere produksjon fra forskjellige underjordiske soner, utjevne trykk blant forskjellige underjordiske soner og/eller lignende.

En rekke enheter er tilgjengelige for å regulere strømningen av formasjonsfluider. Noen av disse enhetene er ikke-diskriminerende for forskjellige typer av formasjonsfluider og kan ganske enkelt fungere som en "portvokter" for å kontrollere tilgang til det indre av et borehullrør, slik som en brønnstreng. Slike portvokterenheter kan være enkle på/av-ventiler eller de kan være dosert til å regulere fluidstrøm over et kontinuum av strømningshastigheter. Andre typer enheter for å regulere strømmen av formasjonsfluider kan oppnå minst en viss grad av diskriminering mellom forskjellige typer formasjonsfluider. Slike enheter kan f.eks. inkludere rørformede strømningsbegrensere, dyse-type strømningsbegrensere, selvstyrende strømningskontrollenheter, ikke-selvstyrende strømningsenheter, porter, svingete baner, kombinasjoner derav, o.l.

I løpet av produksjonsoperasjoner er rørformede og dyse-type begrensere vanligvis arrangert langsgående i et hus koplet til et basisrør, slik som et produksjonsrør. Slike strømningsbegrensere genererer et stort trykkfall over hele strømningskontrollenheten for å regulere strømning inn i basisrøret på det spesielle stedet. Fluidet sluppet ut fra slike strømningsbegrensere går imidlertid ut av strømningskontrollenheten ved en høy hastighetsfluid, og krever derved at huset skaffer et område hvor fluidkraften kan spre seg før den går inn i produksjonsrøret. Uten et område til å spre fluidkraften, kan det utgående fluidet erodere deler av huset, og derved potensielt resultere i svikten av huset ved utblåsing eller mekanisk svikt.

US 2006/0131033 vedrører styring av en fluidstrøm inn i et borehull, mer spesifikt et strømningskontrollapparat som er selvjusterende for å måle produksjon og strupe strømmen av gass inn i borehullet.

SAMMENDRAG AV OPPFINNELSEN

Oppfinnelsen er definert i det vedheftede kravsettet.

I noen utforminger blir en strømningskontrollenhet beskrevet.

Strømningskontrollenheten kan inkludere en kropp arrangert innen et hulrom definert i et hus koplet til et basisrør, huset definerer en perforering og basisrøret definerer én eller flere strømningsporter innrettet med perforeringen for å tillate fluidkommunikasjon derigjennom, og et strømningskammer definert innen kroppen og som har en langsgående del og en radiell del, den radielle delen er fluidmessig koplet til perforeringen slik at et fluid som strømmer gjennom strømningskammeret blir transportert direkte til eller fra perforeringen og den ene eller flere strømningsporter.

I andre utforminger blir en metode for å regulere en fluidstrøm offentligjort. Metoden kan inkludere å motta et fluid i en strømningskontrollenhet som omfatter en kropp arrangert innen et hus koplet til et basisrør, huset definerer en perforering og basisrøret definerer én eller flere strømningsporter innrettet med perforeringen for å tillate fluidkommunikasjon derigjennom, å strømme fluidet gjennom et strømningskammer definert innen kroppen, strømningskammeret har en langsgående del og en radiell del, og transporterer fluidet direkte til eller fra perforeringen og den ene eller flere strømningsporter via den radielle delen, den radielle delen er fluidmessig koplet til perforeringen.

I enda andre utforminger blir en metode for å produsere et fluid offentligjort. Metoden kan inkludere å trekke fluidet gjennom en brønnduk arrangert rundt et basisrør, basisrøret har én eller flere strømningsporter definert deri og et hus tilkoplet, huset definerer en perforering innrettet med én eller flere strømningsporter for å tillate fluidkommunikasjon derigjennom, motta fluidet i en strømningskontrollenhet som omfatter en kropp arrangert inne i huset, strømme fluidet gjennom et strømningskammer definert i kroppen, strømningskammeret har en langsgående del og en radiell del, hvori den radielle delen er fluidmessig koplet til perforeringen, transportere fluidet direkte til perforeringen og én eller flere strømningsporter via den radielle delen, og å motta fluidet i et indre av basisrøret via én eller flere strømningsporter.

Funksjonene og fordelene av den foreliggende oppfinnelsen vil være helt klare for de med ferdigheter i faget etter lesing av beskrivelsen av de foretrukne utformingene som følger.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

De følgende figurer er inkludert for å illustrere visse aspekter av den foreliggende oppfinnelsen, og skal ikke bli ansett som ekskluderende utforminger. Emnet som offentliggjøres kan ha betydelige modifikasjoner, endringer, kombinasjoner og ekvivalenter i form og funksjon, som vil gå opp for de med ferdigheter i faget og med fordelen av denne offentliggjørelsen.

FIG. 1 illustrerer en tverrsnittsvisning av et brønnsystem som kan vise prinsippene til den foreliggende offentliggjørelsen.

FIG. 2 er en forstørret tverrsnittsvisning av en del av brønnsystemet i FIG. 1, i henhold til én eller flere utforminger.

FIG. 3 illustrerer en tverrsnittsvisning av et eksempel på en strømningskontrollenhet, i henhold til én eller flere utforminger.

FIG. 4 illustrerer en tverrsnittsvisning av et annet eksempel på en strømningskontrollenhet, i henhold til én eller flere utforminger.

FIG. 5 illustrerer en tverrsnittsvisning av et annet eksempel på en strømningskontrollenhet, i henhold til én eller flere utforminger.

FIG. 6 illustrerer en tverrsnittsvisning av et annet eksempel på en strømningskontrollenhet, i henhold til én eller flere utforminger.

DETALJERT BESKRIVELSE

Eksemplene på strømningskontrollenheter beskrevet her kan omlede en strøm av høy hastighets fluidstrømning slik at fluidet ikke skader er hus som inneholder strømningskontrollenheten gjennom erosjon eller slitasje. Isteden blir høyhastighets fluidstrømningen transportert direkte til basisrøret for produksjonsformål, derved unngås behovet for å spre fluidstrømmen før den går inn i basisrøret. Som et resultat kan eksemplet på strømningskontrollenheter la huset bli fabrikkert til en mindre størrelse, og derved gi en mindre strømningskontrollenhets pakkedesign som minsker fabrikasjonskostnader og kompleksitet. I tillegg, kan det mindre pakkedesignet vise seg å være fordelaktig i omgivelser nede i borehull hvor plass ofte er begrenset og verdifull.

Med henvisning til FIG. 1, er det illustrert et brønnsystem 100 som kan vise prinsipper av den foreliggende offentliggjørelsen, i henhold til én eller flere utforminger. Som illustrert, kan brønnsystemet 100 inkludere et borehull 102 som har en generelt vertikal uforet seksjon 104 som går over til en generelt horisontal uforet seksjon 106 som strekker seg gjennom en underjordisk jordformasjon 108. I noen utforminger kan den vertikale seksjonen 104 strekke seg nedover fra en del av borehullet 102 som har en borestreng 110 sementert deri. En rørstreng, slik som produksjonsrør eller et basisrør 112, kan bli installert i eller på annen måte forlenget inn i borehullet 102.

En eller flere brønnduker 114, én eller flere strømningskontrollenheter 116 og én eller flere produksjonspakninger 118 kan bli sammenkoplet langs basisrører 112, slik som langs deler av basisrøret 112 som strekker seg gjennom den horisontale delen 106 av borehullet 102. Produksjonspakningene 118 kan bli konfigurert til å forsegle et ringrom 120 definert mellom basisrøret 112 og veggene til borehullet 102. Som et resultat kan fluider 122 bli produsert fra flere intervaller eller "produserende lag" av den omliggende underjordiske formasjonen 108 via isolerte deler av ringrommet 120 mellom tilstøtende par av produksjonspakningene 118.

Som illustrert, kan i noen utforminger en brønnduk 114 og en strømningskontrollenhet 116 være sammenkoplet med basisrøret 112 og plassert mellom et par av produksjonspakninger 118. I drift kan brønnduken 114 være konfigurert til å filtrere fluidene 122 som strømmer inn i basisrøret 112 fra ringrommet 120. Strømningskontrollenheten 116 kan bli konfigurert til å begrense eller på annen måte regulere strømningen av fluidene 122 inn i basisrøret 112, slik at produksjonen fra tåen og helen til brønnen er stort sett utjevnet.

De med ferdigheter i faget vil lett forstå at brønnsystemet 100 i FIG. 1 bare er ett eksempel på en lang rekke forskjellige brønnsystemer hvor prinsippene til denne offentliggjørelsen kan brukes. Følgelig bør det være klart forstått at prinsippene for denne offentliggjørelsen ikke nødvendigvis er begrenset til noen av detaljene til det avbildede brønnsystemet 100, eller de forskjellige komponentene av dette, avbildet i tegningene eller på annen måte beskrevet heri. Det er f.eks. ikke nødvendigvis ifølge prinsippene til denne offentliggjørelsen for borehullet 102 å inkludere en generelt vertikal borehullseksjon 104 eller en generelt horisontal borehullseksjon 106. I tillegg er det ikke nødvendig for fluider 122 å bare bli produsert fra formasjonen 108 siden i andre eksempler kan fluider bli injisert inn i formasjonen 108, eller fluider kan både bli injisert inn i og produsert fra formasjonen 108, uten å fravike omfanget av offentliggjørelsen.

Videre er det ikke nødvendig at minst én brønnduk 114 og strømningskontrollenhet 116 blir plassert mellom et par av produksjonspakninger 118. Det er heller ikke nødvendig for en enkel strømningskontrollenhet 116 å bli brukt sammen med en enkel brønnduk 114. Tvert imot kan et hvilket som helst antall, arrangement og/eller kombinasjon av slike komponenter brukes, uten å fravike omfanget av offentliggjørelsen. I noen bruk er det ikke nødvendig å bruke en strømningskontrollenhet 116 med en korresponderende brønnduk 114. I injeksjonsoperasjoner kan f.eks. det injiserte fluidet bli strømt gjennom en strømningskontrollenhet 116, uten også å strømme gjennom en brønnduk 114.

I tillegg er det ikke nødvendig for brønndukene 114, strømningskontrollenhetene 116, produksjonspakningene 118 eller noen andre komponenter av basisrøret 112 å bli plassert i uforede seksjoner 104, 106 av borehullet 102. Tvert imot kan en hvilken som helst seksjon av borehullet 102 være foret eller uforet, og en hvilken som helst del av basisrøret 112 kan bli plassert i en uforet eller foret seksjon av borehullet 102, uten å avvike fra omfanget til offentliggjørelsen.

De med ferdigheter i faget vil lett forstå fordelene av å kunne regulere strømningen av fluider 122 inn i basisrøret 112 fra hver sone av den underjordiske formasjonen 108, f.eks. for å forhindre at det skjer vannkoning 124 eller gasskoning 126 i formasjonen 108. Andre bruk for strømningsregulering i en brønn inkluderer, men er ikke begrenset til, å balansere produksjon fra (eller injeksjon inn i) flere soner, minimalisere produksjon eller injeksjon av uønskede fluider, maksimere produksjon eller injeksjon av ønskede fluider, osv. Eksemplet på strømningskontrollenheter 116, som beskrevet i nærmere detaljer nedenfor, kan gi slike fordeler ved å øke motstand til fluidstrøm hvis en fluidhastighet øker utover et valgt nivå, og beskrevet heri. Det er f.eks. ikke nødvendigvis ifølge prinsippene til denne offentliggjørelsen for borehullet 102 å inkludere en generelt vertikal borehullseksjon 104 eller en generelt horisontal borehullseksjon 106. I tillegg er det ikke nødvendig for fluider 122 å bare bli produsert fra formasjonen 108 siden i andre eksempler kan fluider bli injisert inn i formasjonen 108, eller fluider kan både bli injisert inn i og produsert fra formasjonen 108, uten å fravike omfanget av offentliggjørelsen.

Videre er det ikke nødvendig at minst én brønnduk 114 og strømningskontrollenhet 116 blir plassert mellom et par av produksjonspakninger 118. Det er heller ikke nødvendig for en enkel strømningskontrollenhet 116 å bli brukt sammen med en enkel brønnduk 114.

Tvert imot kan et hvilket som helst antall, arrangement og/eller kombinasjon av slike komponenter brukes, uten å fravike omfanget av offentliggjørelsen. I noen bruk er det ikke nødvendig å bruke en strømningskontrollenhet 116 med en korresponderende brønnduk 114. I injeksjonsoperasjoner kan f.eks. det injiserte fluidet bli strømt gjennom en strømningskontrollenhet 116, uten også å strømme gjennom en brønnduk 114.

De med ferdigheter i faget vil lett forstå fordelene av å kunne regulere strømningen av fluider 122 inn i basisrøret 112 fra hver sone av den underjordiske formasjonen 108, f.eks. for å forhindre at det skjer vannkoning 124 eller gasskoning 126 i formasjonen 108. Andre bruk for strømningsregulering i en brønn inkluderer, men er ikke begrenset til, å balansere produksjon fra (eller injeksjon inn i) flere soner, minimalisere produksjon eller injeksjon av uønskede fluider, maksimere produksjon eller injeksjon av ønskede fluider, osv. Eksemplet på strømningskontrollenheter 116, som beskrevet i nærmere detaljer nedenfor, kan gi slike fordeler ved å øke motstand til fluidstrøm hvis en fluidhastighet øker utover et valgt nivå, og derved balansere strømning blant produksjonssoner som tjener til å forhindre vannkoning 124 eller gasskoning 126.

Nå med henvisning til FIG. 2, med fortsatt henvisning til FIG. 1, blir en forstørret tverrsnittsvisning av en del av systemet 100 av FIG. 1 illustrert, inkludert én av strømningskontrollenhetene 116 og en del av én av brønndukene 114, i henhold til én eller flere utforminger. Det bør merkes at strømningskontrollenheten 116 blir avbildet i forenklet form kun for beskrivende formål, og skal derfor ikke bli betraktet som å begrense omfanget av offentliggjørelsen. Som illustrert, kan strømningskontrollenheten 116 være arrangert innen eller på annen måte danne en integrert del av et hus 202 driftsmessig koplet til basisrøret 112. Brønnduken 114 kan bli koplet til eller på annen måte bli festet til huset 202 og strekke seg aksialt derfra rundt utsiden av basisrøret 112. I noen utforminger kan brønnduken 114 være av typen kjent for de med ferdigheter i faget som en trådviklet brønnduk. I andre utforminger kan imidlertid brønnduken 114 være en hvilken som helst annen type eller kombinasjon av brønnduk slik som, men ikke begrenset til, sintrede duker, utvidbare duker, forhåndspakkede duker, trådduksiler, kombinasjoner derav, o.l.

I noen utforminger kan strømningskontrollenheten 116 være definert i huset 202, slik som maskinering av det indre av huset 202 eller lignende. I andre utforminger kan imidlertid strømningskontrollenheten 116 være en separat mekanisk komponent som kan bli installert eller på annen måte satt inn i et hulrom 204 definert som egnet i huset 202 for mottaket av strømningskontrollenheten 116. Strømningskontrollenheten 116 kan bli festet inne i hulrommet 204 ved å bruke flere koplingsmetoder eller teknikker kjent for de med ferdigheter i faget. For eksempel kan strømningskontrollenheten 116 bli installert og festet i huset 202 ved krympekopling, trykkopling, o-ringtetninger, mekaniske festeanordninger, sveising eller slaglodding, gjenging, kombinasjoner derav, o.l.

I et eksempel på en operasjon kan et fluid 206 (f.eks. fluidet 122 av FIG. 1) fra ringrommet 120 bli trukket inn eller på annen måte strømme gjennom brønnduken 114 og blir derved filtrert før den strømmer inn i et innløp 208 av strømningskontrollenheten 116. I noen utforminger kan fluidet 206 være en fluidblanding som oppstår fra den omliggende formasjonen 108 og kan inkludere en eller flere fluidkomponenter, slik som olje og vann, olje og gass, gass og vann, olje, vann og gass, osv. I noen utforminger kan strømningskontrollenheten 116 inkludere eller på annen måte utvise et redusertdiameter strømningskammer 210 langs sin aksiale lengde. Redusert-diameter strømningskammeret 210 kan bli konfigurert til å regulere fluidstrøm gjennom strømningskontrollenheten 116 ved å generere et trykkfall over hele strømningskontrollenheten 116 som generelt begrenser fluidstrømningen derigjennom.

Etter at den passerer gjennom strømningskammeret 210, kan fluidet 206 bli sluppet ut fra strømningskontrollenheten 116 via et utløp 212 som fluidmessig kommuniserer med et tilstøtende kammer 214 definert i huset 202. Fluidet 206 som går ut av strømningskontrollenheten 116 kan utvise en økt hastighet som et resultat av trykkfallet forårsaket av reduksjonen i området til strømningskammeret 210. I noen utforminger kan kammeret 214 bli konfigurert til å motta og spre slik fluidhastighet før fluidet 206 til slutt blir transportert til et indre 216 av basisrøret 112 for produksjonsformål. Uten kammeret 214 kan ellers høyhastighetsfluidet ramme eller direkte innvirke på deler av huset 202, derved potensielt forårsake skadelig erosjon og muligens resultere i en endelig svikt av huset 202. Som illustrert, kan fluidet 206 gå ut av kammeret 210 via en perforering 218 definert i huset 202 og gå inn i basisrøret 112 via én eller flere strømningsporter 220 definert i basisrøret 112. Perforeringen 218 og minst én av strømningsportene 220 kan være stor sett innrettet eller på annen måte koaksial slik at fluidkommunikasjon gjennom de to er mulig. I minst én utforming kan perforeringen 218 bli rillemaskinert inn i bunnen av huset 202.

Mens FIG. 2 avbilder en enkel strømningskontrollenhet 116 som brukes sammen med en enkel brønnduk 114, vil de med ferdigheter i faget lett forstå at flere strømningskontrollenheter 116 kan bli brukt med én eller flere brønnduker 114, uten å avvike fra omfanget til offentliggjørelsen. I noen utforminger kan f.eks. flere strømningskontrollenheter 116 bli arrangert parallelt innen huset 202 og konfigurert til å motta fluidet 206 fra én eller flere brønnduker 114. I andre utforminger kan flere strømningskontrollenheter 116 bli arrangert i serier (f.eks. utløp til innløpsarrangement av strømningskontrollenhetene 116) innen huset 202 og konfigurert til å motta fluidet 206 i seriesekvens fra én eller flere brønnduker 114. I noen utforminger kan strømningskontrollenheten 116 bli arrangert slik at fluidet 206 strømmer gjennom strømningskontrollenheten 116 før den strømmer gjennom brønnduken 114. Følgelig vil det bli forstått at prinsippene til denne offentliggjørelsen ikke er begrenset til detaljene eller de strukturelle konfigurasjonene til den spesielle utformingen avbildet i FIG. 2.

Nå med henvisning til FIG. 3, med fortsatt henvisning til FIG. 1 og 2 illustrerer en tverrsnittvisning av et eksempel på en strømningskontrollenhet 300, i henhold til én eller flere utforminger. Strømningskontrollenheten 300 kan fungere på en lignende måte som strømningskontrollenheten 116 i FIG. 2 og kan derfor best bli forstått med henvisning til denne. Spesielt kan strømningskontrollenheten 300 bli konfigurert til å regulere produksjonen av fluid 206 inn i basisrøret 112 ved å generere en trykkdifferensial over hele strømningskontrollenheten 300 som begrenser fluidstrøm derigjennom. I andre utforminger kan strømningskontrollenheten 300 på samme måte operere i injeksjons- eller stimuleringsoperasjoner hvor et fluid blir injisert inn i den omliggende formasjonen 108 via strømningskontrollenheten 300. I motsetning til strømningskontrollenheten 116 i FIG. 2, slipper imidlertid muligens ikke strømningskontrollenheten 300 ut fluidet 206 inn i et tilstøtende kammer 214 (FIG. 2) definert i huset 202. Isteden kan strømningskontrollenheten 300 bli konfigurert til å transportere fluidet 206 direkte til perforeringen 218 definert av huset 202 og følgelig til strømningsporten 220 definert i basisrøret 112.

Som illustrert, kan strømningskontrollenheten 300 inkludere en generelt forlenget kropp 302 som har et strømningskammer 304 definert eller på annen måte dannet deri. Strømningskammeret 304 kan ha et innløp 305a og et utløp 305b, og strømningskammeret 304 kan strekke seg imellom disse. I noen utforminger kan kroppen 302 være i form av en forlenget sylinder. I andre utforminger kan imidlertid kroppen 302 bli dannet eller på annen måte formet i andre geometriske konfigurasjoner, slik som et forlenget prisme eller polyeder (f.eks. rektangulær), uten å avvike fra offentliggjørelsens område.

Kroppen 302 kan bli laget av ett eller flere slitesterke og/eller erosjonsmotstandige materialer. I noen utforminger kan f.eks. kroppen 302 bli laget av en karbid, slik som wolframkarbid. I andre utforminger kan imidlertid kroppen 302 bli laget av andre slitesterke og/eller erosjonsbestandige materialer slik som, men ikke begrenset til, keramikk, herdet stål, stål (eller et annet metall eller stivt materiale) belagt eller på annen måte kledd med et erosjonsbestandig belegg eller kledning, kombinasjoner derav, o.l. På lignende måte som strømningskammeret 210 til strømningskontrollenheten 116 i FIG. 2, kan strømningskammeret 304 utvise eller på annen måte gi et redusert diameter- eller strømningsområde konfigurert for å begrense fluidstrøm gjennom strømningskontrollenheten 300 og derved regulere produksjon inn i basisrøret 112 eller injeksjon inn i den omliggende formasjonen 108. Som illustrert, kan strømningskammeret 304 inkludere en langsgående del 306a og en radiell del 306b. Spesielt kan den langsgående delen 306a være en lengde eller seksjon av strømningskammeret 304 som strekker seg langsetter eller generelt parallelt i forhold til basisrøret 112, og den radielle delen 306b kan være en lengde eller seksjon av strømningskammeret 304 som strekker seg generelt vertikalt i den radielle retningen med hensyn til basisrøret 112. I noen utforminger kan innløpet 305a transportere fluidet 206 inn i den langsgående delen 306a og utløpet 305b kan slippe ut fluidet 206 etter at den har passert gjennom den radielle delen 306b. I andre utforminger kan imidlertid strømmen av fluidet 206 bli reversert slik at funksjonen til innløpet og utløpet 305a, b kan bli reversert. I alle tilfeller kan den radielle delen 306b bli fluidmessig koplet eller innrettet med perforeringen 218 slik at fluidkommunikasjon gjennom strømningskammeret 304 og perforeringen 218 og strømningsporten 220 blir effektivt aktivert.

I den illustrerte utformingen, kan de langsgående og radielle delene 306a, b bli arrangert generelt ortogonalt til hverandre. Som vil bli omtalt i nærmere detaljer nedenfor, kan imidlertid vinkelkonfigurasjonen mellom de langsgående og radielle delene 306a, b variere fra ortogonalitet, uten å avvike fra offentliggjørelsens omfang. Den langsgående delen 306a kan f.eks. variere fra å strekke seg generelt parallelt til basisrøret 112 til forskjellige vinkelkonfigurasjoner som strekker seg mellom parallelt og vertikalt dertil. På samme måte kan den radielle delen 306b variere fra å strekke seg generelt parallelt til basisrøret 112 til forskjellige vinkelkonfigurasjoner mellom parallelt og vertikalt dertil.

De langsgående og radielle delene 306a, b kan bli fluidmessig koplet til et vinkelstykke 308 av strømningskammeret 304, og derved gi en sammenhengende strømningsbane for fluider 206 til å strømme gjennom strømningskontrollenheten 300 i løpet av operasjoner (f.eks. produksjon, stimulering, injeksjon, osv.). I noen utforminger, som illustrert, kan vinkelstykket 308 gi en bueformet eller glatt overgang mellom de langsgående og radielle delene 306a, b. I andre utforminger kan imidlertid vinkelstykket 308 gi en plutselig eller skarp overføring mellom de langsgående og radielle delene 306a, b, uten å avvike fra offentliggjørelsens omfang.

Strømningskontrollenheten 300 kan bli arrangert innen et hulrom 310 definert eller dannet i huset 202. I den illustrerte utformingen kan hulrommet 310 inkludere eller på annen måte være fluidmessig koplet til en innløpskrets 312 også definert i huset 202. Innløpskretsen 312 kan generelt bli konfigurert til å sette hulrommet 310, eller strømningskontrollenheten 300, i fluidkommunikasjon med brønnduken 114. I andre utforminger kan imidlertid, som omtalt nedenfor, innløpskretsen 312 bli utelatt og hulrommet 310, eller strømningskontrollenheten 300, kan isteden være i direkte fluidkommunikasjon med brønnduken 114.

I den illustrerte utformingen kan strømningskontrollenheten 300 bli innsatt radielt inn i hulrommet 310 via en åpning 316 definert i huset 202. Etter at det er riktig innsatt eller på annen måte introdusert inn i hulrommet 310, kan åpningen 316 bli lukket eller på annen måte tettet med et lokk 318, og derved forhindre fjerningen av strømningskontrollenheten 300 fra huset 202. I noen utforminger kan lokket 318 bli sveiset eller slagloddet til kroppen 302, og derved feste lokket 318 dertil. I andre utforminger kan imidlertid lokket 318 bli festet til kroppen 302 ved å bruke én eller flere kjente festemetoder eller teknikker inkludert, men ikke begrenset til, krympekopling, trykkopling, mekaniske festeanordninger, mekaniske koplingsenheter (f.eks. låseringer o.l.), industrielle klebemidler, gjenging, kombinasjoner derav, o.l.

I én eller flere utforminger kan strømningskontrollenheten 300 videre bli festet inne i hulrommet 310 uavhengig av festeutstyret til lokket 318.

Strømningskontrollenheten 300 kan f.eks. bli installert og sikret i huset 202 med å krympepasse eller trykkpasse kroppen 302 inn i hulrommet 310 slik at en interferenstilpassing blir generert som forhindrer fjerning av strømningskontrollenheten 300 derfra. I andre utforminger kan imidlertid strømningskontrollenheten 300 bli installert og sikret i hulrommet 310 ved bruk av o-ringtetninger, mekaniske festeanordninger, mekaniske koplingsenheter (f.eks. låseringer o.l.), sveising, slaglodding, industrielle klebemidler, gjenging, kombinasjoner derav, o.l.

I et eksempel på en operasjon, som kort nevnt ovenfor, kan strømningskontrollenheten 300 bli konfigurert til å transportere eller på annen måte lede den innkommende fluidet 206 direkte til perforeringen 218 definert i huset 202 og, følgelig, til den ene eller flere strømningsporter 220 definert i basisrøret 112. Som et resultat vil muligens ikke høyhastighetsfluidet 206 som kommer ut av strømningskammeret 304, rammet eller på annen måte direkte påvirke deler av huset 202 som potensielt kunne forårsake skadelig erosjon og muligens resultere i den endelige svikt av huset 202. Siden kroppen 302 av strømningskontrollenheten 300 er laget av et slitesterkt og/eller erosjonsbestandig materiale, kan høyhastighetsfluidet 206 ha liten eller ingen virkning på kroppen 302, slik som å bli utsatt for erosjon eller sliping som ellers ville skade strømningskammeret 304. Tvert imot kan strømningskammeret 304 ganske enkelt bli konfigurert til å motta og omdirigere strømmen av fluidet 206.

De med ferdigheter i faget vil lett forstå fordelene dette kan gi. I tillegg til å redde huset 202 fra skadelig erosjon forårsaket av høyhastighetsfluid 206, kan strømningskontrollenheten 300 også la huset 202 bli fabrikkert i en mindre størrelse. Spesielt siden strømningskammeret 304 omdirigerer strømmen av fluidet 206 direkte til perforeringen 218 og strømningsporten 220, er det ikke behov for kammeret 214 (FIG. 2) som ellers ville kreve at huset 202 ble forlenget langsetter for å gi plass til den aksiale lengden som trengtes for riktig spredning av høyhastighetsfluidet 206. Som et resultat, kan en mindre pakkedesign bli skaffet, og derved minske fabrikasjonskostnader og kompleksitet. Som det vil bli forstått, kan det mindre pakkedesignet vise seg å være fordelaktig i omgivelser nede i borehull hvor plass ofte er begrenset og verdifull.

Nå med henvisning til FIG. 4, med fortsatt henvisning til FIG. 3, er det illustrert en tverrsnittsvisning av et annet eksempel på strømningskontrollenhet 400, i henhold til én eller flere utforminger. Strømningskontrollenheten 400 kan være stort sett lik strømningskontrollenheten 300 i FIG. 3 og kan derfor best bli forstått med henvisning dit, hvor like tall indikerer like komponenter ikke beskrevet igjen i detaljer. På samme måte som strømningskontrollenheten 300 i FIG. 3, kan strømningskontrollenheten 400 inkludere kroppen 302 og strømningskammeret 304 definert deri. I tillegg kan kroppen 302 bli arrangert eller på annen måte bli festet med hulrommet 310 definert i huset 202.

I motsetning til strømningskontrollenheten 300 i FIG. 3, kan imidlertid strømningskontrollenheten 400 bli satt inn langsgående eller aksialt i hulrommet 310 og festet på riktig måte deri. I noen utforminger kan f.eks. hulrommet 310 bli definert eller på annen måte dannet for å vise en diameter eller tykkelse som er en smule mindre enn diameteren eller tykkelsen til kroppen 302. Etter oppvarming av huset 202, kan diameteren eller tykkelsen til hulrommet 310 termisk utvide seg, og derved la kroppen 302 bli satt inn der uten hindring. Etter at huset 202 avkjøles, kan det bli generert en interferenstilpassing mellom kroppen 302 og hulrommet 310, derved å ubevegelig feste strømningskontrollenheten 300 inne i huset 202.

I andre utforminger kan diameteren eller tykkelsen av hulrommet 310 være stort sett det samme, hvis ikke en smule mindre, enn diameteren eller tykkelsen av kroppen 302 og kroppen 302 kan bli trykkpasset inn i hulrommet, derved også å ubevegelig feste strømningskontrollenheten 300 innen huset 202. I enda en annen utforming, kan strømningskontrollenheten 300 bli installert og festet i hulrommet 310 ved bruk av o-ringtetninger, mekaniske festeenheter, mekaniske koplingsenheter (f.eks., låseringer o.l.), sveising, slaglodding, industrielle klebemidler, gjenging, kombinasjoner derav, o.l. Et eksempel på drift og fordeler med strømningskontrollenheten 400 kan være stort sett lik eksemplet på operasjon og fordeler av strømningskontrollenheten 300 i FIG. 3, som generelt beskrevet ovenfor, og derfor vil det ikke bli omtalt igjen.

Nå med henvisning til FIG. 5, med fortsatt henvisning til FIG. 3 og 4 illustreres en tverrsnittvisning av et annet eksempel på strømningskontrollenhet 500, i henhold til én eller flere utforminger. Strømningskontrollenheten 500 kan i noen henseende være lik henholdsvis strømningskontrollenhetene 300 og 400 i FIG. 3 og 4, og kan derfor best bli forstått med henvisning til disse hvor like tall indikerer like komponenter, som ikke blir beskrevet igjen i detaljer. På samme måte som strømningskontrollenhetene 300 og 400, kan strømningskontrollenheten 500 inkludere kroppen 302 og strømningskammeret 304 definert der. I tillegg kan kroppen 302 bli arrangert eller på annen måte bli festet inne i hulrommet 310 definert i huset 202, som generelt beskrevet ovenfor.

I motsetning til strømningskontrollenhetene 300 og 400 kan imidlertid de langsgående og radielle delene 306a, b av strømningskammeret 304 ikke bli arrangert ortogonalt til hverandre. Tvert imot kan den radielle delen 306b strekke seg fra den langsgående delen 306a i en vinkel mellom parallell og vertikal til basisrøret 112. I den illustrerte utformingen, kan f.eks. den radielle delen 306b bli forlenget fra den langsgående delen 306a til omtrent en 45° vinkel i forhold til basisrøret 112 eller den langsgående delen 306a. De med ferdigheter i faget vil lett forstå at vinkelen mellom de langsgående og radielle delene 306a, b kan være større eller mindre enn 45°. For eksempel kan vinkelen mellom de langsgående og radielle delene 306a, b være hvor som helst mellom 0° og 45° eller på annen måte hvor som helst mellom 45° og 90°, uten å avvike fra offentliggjørelsens omfang.

I tillegg, mens vinkelstykket 308 blir vist i FIG. 5 som å være plutselig eller skarp, er det like overveibart her å ha et bueformet eller glatt vinkelstykke 308 overgang mellom de langsgående og radielle delene 306a, b vist i strømningskontrollenheten 500. Eksempler på operasjon og fordeler av strømningskontrollenheten 500 kan være stort sett lik eksemplet på operasjon og fordeler av strømningskontrollenheten 300 i FIG. 3, som vanligvis beskrevet ovenfor, og vil derfor ikke bli omtalt igjen.

Nå med henvisning til FIG. 6, med fortsatt henvisning til FIG. 3-5 illustreres en tverrsnittvisning av et annet eksempel på strømningskontrollenhet 600, i henhold til én eller flere utforminger. Strømningskontrollenheten 600 kan i noen henseende være lik henholdsvis strømningskontrollenhetene 300, 400 og 500 i FIG. 3-5, og kan derfor best bli forstått med henvisning til disse hvor like tall indikerer like komponenter, som ikke blir beskrevet igjen i detaljer. På samme måte som strømningskontrollenhetene 300, 400 og 500, kan strømningskontrollenheten 600 inkludere kroppen 302 og strømningskammeret 304 definert der. I tillegg kan kroppen 302 bli arrangert eller på annen måte bli festet inne i hulrommet 310 definert i huset 202, som generelt beskrevet ovenfor.

I motsetning til strømningskontrollenhetene 300, 400 og 500 kan imidlertid hele lengden av strømningskammeret 304 av strømningskontrollenheten 600 være stort sett lineær eller rett. Spesielt kan de langsgående og radielle delene 306a, b av strømningskammeret 304 være stor sett innrettet eller på annen måte koaksiale med hverandre, og vinkelstykket 308 kan derfor mangle i kroppen 302. I tillegg kan strømningskammeret 304 bli vinklet i forhold til basisrøret 112 slik at den radielle delen 306b kan fortsette å være fluidmessig koplet eller på annen måte innrettet med perforeringen 218 og i stand til å levere fluidet 206 direkte dertil og, følgelig til strømningsporten 220 definert i basisrøret 112.

Som et resultat, kan strømningskontrollenheten 600 være i stand til å på riktig måte begrense fluidstrømmen derigjennom mens den samtidig har fordelene av å lede fluidstrøm direkte til basisrøret 112 og derved unngå skadelig erosjon eller sliping av huset 202 forårsaket av høyhastighetsfluidet 206 sluppet ut fra strømningskammeret 304. Eksempel på operasjon og fordeler av strømningskontrollenheten 600 kan være stort sett lik eksemplet på operasjon og fordeler av strømningskontrollenheten 300 i FIG. 3, som generelt beskrevet ovenfor, og vil derfor ikke bli beskrevet igjen.

Det bør merkes at en hvilken som helst av eksemplene på strømningskontrollenhetene beskrevet her kan bli satt inn og på annen måte festet inne i hulrommet 310 enten radielt, som beskrevet ved henvisning til FIG.

3, eller langsgående, som beskrevet med henvisning til FIG. 4, uten å avvike fra offentliggjørelsens omfang.

Claims

PATENTKRAV

1. En strømningskontrollenhet (116, 300, 400, 500, 600) k a r a k t e r i s e r t ved at den omfatter:

en kropp (302) festet i et hulrom (204, 310) definert i et hus (202) koplet til et basisrør (112), kroppen (302) har et innløp (305a) og et utløp (305b), huset (202) definerer en perforering (218) og basisrøret (112) definerer én eller flere strømningsporter (220) konfigurert til å bli innrettet med perforeringen (218) for å tillate fluidkommunikasjon derigjennom; og

et strømningskammer (304) definert inne i kroppen (302) og som har en langsgående del (306a) og en radiell del (306b), den radielle delen (306b) er permanent innrettet i radiell retning med perforeringen (218) slik at et fluid (122, 206) som strømmer gjennom strømningskammeret (304) blir transportert direkte til eller fra perforeringen (218) og den ene eller flere strømningsportene (220).

2. Strømningskontrollenheten (116, 300, 400, 500, 600) ifølge krav 1, hvori kroppen (302) er minst én av en avlang sylinder og et avlangt prisme.

3. Strømningskontrollenheten (116, 300, 400, 500, 600) ifølge krav 1, hvori kroppen (302) omfatter et erosjonsbestandig materiale valgt fra gruppen som består av karbider, keramikker, herdet stål, et metall eller annet stivt materiale belagt med et erosjonsbestandig belegg eller kledning, og kombinasjoner derav.

4. Strømningskontrollenheten (116, 300, 400, 500, 600) ifølge krav 1, hvor den langsgående delen (306a) og den radielle delen (306b) er fluidmessig koplet til et vinkelstykke (308) definert av kroppen (302).

5. Strømningskontrollenheten (116, 300, 400, 500, 600) ifølge krav 4, hvori den langsgående delen (306a) strekker seg stort sett parallelt til basisrøret (112) og den radielle delen (306b) strekker seg i en vinkel mellom parallelt og vertikalt til basisrøret (112).

6. Strømningskontrollenheten (116, 300, 400, 500, 600) ifølge krav 1, hvori de langsgående og radielle delene (306a, 306b) er stor sett innrettet og strømningskammeret (304) er vinklet i forhold til basisrøret (112).

7. Strømningskontrollenheten (116, 300, 400, 500, 600) ifølge krav 1, hvori kroppen (302) blir satt radielt inn i hulrommet (204, 310) via en åpning (316) definert i huset (202).

8. Strømningskontrollenheten (116, 300, 400, 500, 600) ifølge krav 1, hvori kroppen (302) blir satt inn i hulrommet (204, 310) langsgående og festet der ved bruk av en teknikk valgt fra gruppen som omfatter krympekopling, trykkopling, o-ringtetninger, mekaniske festeanordninger, mekaniske koplingsenheter, sveising, slaglodding, industrielle klebemidler, gjenging og kombinasjoner derav.

9. En metode for regulering av en fluidstrøm, k a r a k t e r i s e r t ved at den omfatter:

å motta et fluid (122, 206) i en strømningskontrollenhet (116, 300, 400, 500, 600) som omfatter en kropp (302) festet i et hus (202) koplet til et basisrør (112), kroppen (302) har et innløp (305a) og et utløp (305b), huset (202) definerer en perforering (218) og basisrøret (112) definerer én eller flere strømningsporter (220) konfigurert til å bli innrettet med perforeringen (218) for å tillate fluidkommunikasjon derigjennom;

å strømme fluidet (122, 206) gjennom et strømningskammer (304) inne i kroppen (302), strømningskammeret (304) har en langsgående del (306a) og en radiell del (306b), den radielle delen (306b) er permanent innrettet i radiell retning med perforeringen (218); og å transporterer fluidet (122, 206) direkte til eller fra perforeringen (218) og den ene eller flere strømningsportene (218) via den radielle delen (306b).

10. Metoden ifølge krav 9, som videre omfatter å fluidmessig kople den langsgående delen (306a) og den radielle delen (306b) til et vinkelstykke (308) definert i strømningskammeret (304).

11. Metoden ifølge krav 10, hvor den langsgående delen (306a) strekker seg stort sett parallelt til basisrøret (112) og den radielle delen (306b) strekker seg i en vinkel mellom parallelt og vertikalt til basisrøret (112).

12. En metode for å produsere et fluid, k a r a k t e r i s e r t ved at den omfatter:

å trekke fluidet (122, 206) gjennom en brønnduk (114) arrangert rundt et basisrør (112), basisrøret (112) har én eller flere strømningsporter (220) definert deri og et hus (202) koplet dertil, huset (202) definerer en perforering (218) innrettet med én eller flere strømningsporter (220) for å tillate fluidkommunikasjon derigjennom;

å motta fluidet (122, 206) i en strømningskontrollenhet (116, 300, 400, 500, 600) som omfatter en kropp (302) festet i huset (202), kroppen (302) har et innløp (305a) og et utløp (305b);

å strømme fluidet (122, 206) gjennom et strømningskammer (304) definert i kroppen (302), strømningskammeret (304) har en langsgående del (306a) og en radiell del (306b), hvori den radielle delen (306b) er permanent innrettet i radiell retning med perforeringen (218);

å transportere fluidet (122, 206) direkte til perforeringen (218) og den ene eller flere strømningsportene (220) via den radielle delen (306b); og

å motta fluidet (122, 206) i et indre (216) av basisrøret (112) via den ene eller flere strømningsportene (220).

13. Metoden ifølge krav 12, som videre omfatter å begrense en strøm av fluidet gjennom strømningskontrollenheten (116, 300, 400, 500, 600) med strømningskammeret (304).

14. Metoden ifølge krav 12, som videre omfatter å fluidmessig kople den langsgående delen (306a) og den radielle delen (306b) til et vinkelstykke (308) definert i strømningskammeret (304).

15. Metoden ifølge krav 14, hvori den langsgående delen (306a) strekker seg stort sett parallelt til basisrøret (112) og den radielle delen (306b) strekker seg stort sett vertikalt til basisrøret (112).

16. Metoden ifølge krav 14, hvori den langsgående delen (306a) strekker seg stort sett parallelt til basisrøret (112) og den radielle delen (306b) strekker seg i en vinkel mellom parallelt og vertikalt til basisrøret (112).

17. Metoden ifølge krav 12, hvori kroppen (302) blir satt inn langsgående i et hulrom (204, 310) definert i huset (202), metoden omfatter videre å feste kroppen (302) i hulrommet (204, 310) ved bruk av en teknikk valgt fra gruppen som omfatter krympekopling, trykkopling, o-ringtetninger, mekaniske festeanordninger, mekaniske koplingsenheter, sveising, slaglodding, industrielle klebemidler, gjenging og kombinasjoner derav.