DE69920261T2

DE69920261T2 - Bohrlochsystem mit einem rohr und einer expandierbaren vorrichtung

Info

Publication number: DE69920261T2
Application number: DE69920261T
Authority: DE
Inventors: Hubertus Wilhelmus HEIJNEN
Original assignee: SHELL INT RESEARCH; Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: SHELL INT RESEARCH; Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1998-11-04
Filing date: 1999-11-01
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2019-11-02
Also published as: ID29483A; EA200100495A1; DE69920261D1; CA2349188C; NO20012189D0; CN1258635C; NO20012189L; CA2349188A1; NO320696B1; AU1382800A; AU757221B2; BR9915064A; CN1325478A; EG22610A; WO2000026501A1; EA003241B1; GC0000080A; EP1133617B1; OA11798A; EP1133617A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System, einschließlich einer Leitung mit einer Längsachse, und auf eine Vorrichtung, die relativ zur Leitung radial aus einem zurückgezogenen Modus, in welchem die Vorrichtung von der Leitung radial beabstandet ist, in einen expandierten Modus expandierbar ist, in welchem die Vorrichtung radial gegen die Leitung expandiert ist. Systeme dieser Art werden beispielsweise in der Industrie der Kohlenwasserstoffförderung aus der Erdformation verwendet, wobei die expandierbaren Vorrichtungen, wie expandierbare Dichtungsstücke oder expandierbare Anker, in Bohrlochverrohrungen angewendet werden. Ein häufig auftretendes Problem bei solchen Anwendungen bezieht sich auf die allgemein widersprüchlichen Betriebserfordernisse für expandierbare Vorrichtungen. Im zurückgezogenen Modus muß nämlich die Vorrichtung relativ zur Leitung frei bewegbar sein, um die Vorrichtung an der erwünschten Stelle installieren zu können, und in dem expandierten Modus muß die Vorrichtung ausreichende axiale Haltekraft (z. B. für Bohrlochdichtungsstücke) oder Dichtungskapazität (für Bohrlochdichtungen) haben. Das Problem tritt bei Anwendungen noch stärker auf, bei welchen die Vorrichtung an entfernten Stellen installiert werden muß.
Ein System gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus dem US-Patent 5,215,145 bekannt. Bei dem bekannten System wird ein keilförmiges Dichtungselement durch ein Form-Memory-Metall betätigt, um es aus einer zusammengezogenen in eine expandierte Form zu bewegen. Das US-Patent 5,253,705 offenbart eine andere expandierbare Dichtungsstückanordnung.
Es ist ein Ziel der Erfindung, ein verbessertes expandierbares System zu schaffen, das in adäquater Weise relativ zu einer Leitung radial aus einem zurückgezogenen Modus in einen expandierten Modus expandiert werden kann, selbst an entfernten Stellen, und das eine adäquate axiale Haltekraft und/oder Dichtungskapazität für Hochdruckanwendungen bietet.
Gemäß der Erfindung wird ein System geschaffen, wie es im Anspruch 1 beansprucht ist.
Wenn sich die Vorrichtung im zurückgezogenen Modus befindet, gestattet der Abstand zwischen der Vorrichtung und der Leitung während des Installierens der Vorrichtung eine Axialbewegung der Vorrichtung relativ zur Leitung. Durch nachfolgendes Erhitzen oder Abkühlen des Memory-Metallelementes derart, daß die Temperatur des Memory-Metallelementes eine vorbestimmte Temperatur erreicht, transformiert sich das Memory-Metallelement aus der ersten Form in eine zweite Form und expandiert dadurch die Vorrichtung aus dem zurückgezogenen Modus in den expandierten Modus. Außerdem ist keine komplizierte Fernsteuer-Expansionsausrüstung erforderlich, um die Vorrichtung zu expandieren, lediglich eine Heiz- oder Kühlquelle wird angewendet. Das Memory-Metallelement ist befähigt, eine bei einer Transformation große Kraft aufzubringen, so daß eine adäquate Haltekraft erzielt werden kann und/oder, wenn die Vorrichtung und die Leitung aus Metall bestehen, eine verläßliche Metall-gegen-Metall-Abdichtung durch die Expansion der Vorrichtung gegen die Leitung erreicht wird.
Bei einem attraktiven Ausführungsbeispiel weist das System ferner ein abgezweigtes Bohrlochsystem auf, das in einer Erdformation ausgebildet ist, wobei das abgezweigte Bohrlochsystem ein Hauptbohrloch mit einer Hauptauskleidung aufweist, ein Zweigbohrloch mit einer Zweigauskleidung und ein Auskleidungsverzweigungselement mit einer Hauptbohrung und einer Zweigbohrung in Fluidverbindung mit der Hauptbohrung, wobei die Hauptbohrung eine Verlängerung der Hauptauskleidung ist, die Zweigbohrung eine Verlängerung der Zweigauskleidung, und wobei die innere Leitung durch die Zweigauskleidung und die äußere Leitung durch die Zweigbohrung gebildet ist. Dieses Ausführungsbeispiel ist besonders attraktiv, weil es eine ad äquate Lösung des Problems der Abdichtung vom Bohrlochverzweigungen von multilateralen Bohrlochsystemen bietet.
Das US-Patent 5,318,122 offenbart ein Y-förmiges Auskleidungsverzweigungselement, welches eine Auskleidung eines Hauptbohrloches mit einem Futter verbindet, das in einem Zweigbohrloch installiert ist, wobei das Auskleidungsverzweigungselement ein Verzweigungselement hat, in welches sich ein Endteil des Futters mit einer Dichtung zwischen dem Endteil und dem Zweigelement hineinerstreckt. Ein Problem des bekannten Systems besteht jedoch darin, daß eine verläßliche Abdichtung, die befähigt ist, hohen Bohrlochdrücken zu widerstehen, wie sie allgemein angetroffen werden, nicht verfügbar ist. Deshalb muß die bekannte Auskleidungsverzweigung relativ tief in dem Hauptbohrloch angeordnet werden, d. h. in der Lagerzone oder in der Deckgesteinsschicht, welche über der Lagerzone liegt, wo die Fluiddruckdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Auskleidung relativ niedrig ist und wo Lecks unwesentlich sind. In dieser Hinsicht sei bemerkt, daß die Deckgesteinsschicht ausreichend geringe Durchlässigkeit hat, um die Wanderung von Fluiden aus der Lagerzone in die Überlagerungsschicht oberhalb der Deckgesteinsschicht zu verhindern.
Im Gegensatz dazu gestattet das System gemäß der Erfindung, daß das Auskleidungsverzweigungselement irgendwo, und vorzugsweise relativ hoch im Hauptbohrloch, positioniert werden kann, d. h. in der Überlagerungsschicht. Dies ist vorteilhaft, weil das Zweigbohrloch dann relativ hoch in der Erdformation von dem Hauptbohrloch abzuweichen beginnt, derart, daß für eine gegebene maximale Krümmung des Zweigbohrloches das untere Ende des Zweigbohrloches in einem größeren horizontalen Abstand vom Hauptbohrloch als in konventionellen Situationen gebohrt werden kann, wo die Verzweigung zwischen dem Hauptbohrloch und dem Zweigbohrloch in der Lagerzone oder in der Deckgesteins schicht angeordnet ist. Somit wird infolge der großen Abdichtungskapazität, die mit dem System gemäß der Erfindung erreicht wird, die Verzweigung zwischen dem Hauptbohrloch und dem Zweigbohrloch in der Überlagerungsschicht positioniert, wo der Unterschied zwischen dem Porendruck in der Überlagerungsschicht und dem Druck des Kohlenwasserstofffluids, das durch das Bohrlochsystem strömt, groß ist.
Es wird bevorzugt, daß die Dichtungsvorrichtung in der expandierten Position derselben eine Metall-gegen-Metall-Abdichtung bildet.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Beispiel detaillierter unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
1 schematisch eine Ausführungsform eines Bohrlochsystems gemäß der Erfindung;
2 schematisch ein Auskleidungsverzweigungsselement des Systems nach 1;
2A schematisch einen Querschnitt nach der Linie 2A-2A in 2;
2B schematisch einen Querschnitt nach der Linie 2B-2B in 2;
3 schematisch das Auskleidungsverzweigungselement nach 2 im Abdichtungsmodus;
4 schematisch ein Detail nach 3.
In 1 ist ein Bohrlochsystem 1, einschließlich eines Hauptbohrloches 3, gezeigt, das sich von einem Bohrlochkopf an der Erdoberfläche 7 durch eine Überlagerungsschicht 9 und eine Deckgesteinsschicht 11 zu einer Lagerzone 14 erstreckt, die ein Kohlenwasserstofffluid enthält. Die Deckgesteinsschicht 11 ist relativ dicht und verhindert eine Wanderung des Hochdruck-Kohlenwasserstofffluids aus der Lagerzone 14 zur Überlagerungsschicht 9.
Das Hauptbohrloch 3 ist mit einer rohrförmigen Stahlhauptauskleidung 16 versehen, die in dem Hauptbohrloch 3 durch eine Lage Zement fixiert und abgedichtet ist und die ein offenes unteres Ende hat. Ein Zweigbohrloch 18 erstreckt sich von einer Bohrlochverzweigung 19, die in der Überlagerungsschicht 9 liegt, durch die Überlagerungsschicht 9 und die Deckgesteinsschicht 11 in die Lagerzone 14. Das Zweigbohrloch 18 ist mit einer Zweigauskleidung 20 versehen, die ein offenes unteres Ende hat und mit der Hauptauskleidung 16 durch ein Auskleidungsverzweigungselement 22 in abdichtender Beziehung mit diesem in Verbindung steht, wie dies nachfolgend beschrieben wird. Das Auskleidungsverzweigungselement 22 ist an der Bohrlochverzweigung 19, d. h. in der Überlagerungsschicht 9, angeordnet. Die Zweigauskleidung 20 ist in dem Zweigbohrloch 18 durch eine Lage Zement 24 abgedichtet. Alternativ kann die Zweigauskleidung in dem Zweigbohrloch durch irgendwelche anderen geeigneten Mittel, wie Dichtungsstücke, abgedichtet werden.
In den 2, 2A, 2B und 3 hat das Auskleidungsverzweigungselement 22 eine rohrförmige Hauptbohrung 24 mit einer Längsachse 24a, wobei die Hauptbohrung 24 mit der Hauptauskleidung 16 ausgerichtet ist, und eine rohrförmige Zweigbohrung 26 mit einer Längsachse 26a. Die Abzweigauskleidung 20 erstreckt sich in die Zweigbohrung 26 mit einem Ringraum 28 dazwischen. Eine ringförmige Dichtungsvorrichtung 30 ist in dem Raum 28 angeordnet, welche Dichtungsvorrichtung 30 zwischen einem radial zurückgezogenen Modus und einem radial expandierten Modus bewegbar ist. In dem zurückgezogenen Modus ist die Dichtungsvorrichtung radial von der Zweigbohrung 26 und von der Zweigauskleidung 20 beabstandet, wie dies 2 zeigt. In dem expandierten Modus ist die Dichtungsvorrichtung 30 gegen die Zweigbohrung 26 und die Zweigauskleidung 20 expandiert, wie dies 3 zeigt.
Das Auskleidungsverzweigungselement 22 ist eine monolithische Struktur und hat im allgemeinen kreisförmigen Querschnitt, wie die 2A und 2B zeigen. Eine solche Struktur und eine solche Form schaffen eine adäquate Kollabierfestigkeit für das Auskleidungsverzweigungselement 22, die nicht kleiner als die Kollabierfestigkeit der Hauptauskleidung 16 sein sollte.
In 4 ist das Detail A von 3 gezeigt. Die Dichtungsvorrichtung 30 umfaßt einen ringförmigen Metallkörper 34 mit zwei Dichtungsringen 36a, 36b und einem ringförmigen Keil 38, der zwischen den Dichtungsringen 36a, 36b angeordnet ist und mit diesen in Wirkverbindung steht, um den Dichtungsring 36a gegen die Zweigbohrung 36 und den Dichtungsring 36b gegen die Zweigauskleidung 20 bei einer Axialbewegung des Keiles 38 in den ringförmigen Körper 34 radial anzudrücken. Die Kontaktflächen zwischen dem Keil 38 und den Dichtungsringen 36a, 36b sind gezahnt, so daß der Keil an den Dichtungsringen verriegelt wird, sobald die axiale Einwärtsbewegung stattgefunden hat. Eine Anzahl von umfangsmäßig beabstandeten Stäben 40 erstreckt sich durch entsprechende Löcher 41, die im Keil 38 vorgesehen sind, wobei jeder Stab ein Gewindeende 40a hat, das den Stab mit dem ringförmigen Körper 34 verbindet, und einen T-förmigen Kopf 40b am anderen Ende. Die Stäbe 40 bestehen aus einem Form-Memory-Metall und nehmen eine axial ausgefahrene Form unterhalb einer vorbestimmten Übergangstemperatur und eine axial zurückgezogene Form oberhalb der Übergangstemperatur an. In dem axial ausgefahrenen Zustand ist der Keil 38 in seiner Anfangsposition angeordnet, in welcher der Dichtungsring 36a von der Oberfläche der Zweigbohrung 26 radial beabstandet ist, und der Dichtungsring 36b radial von der Außenfläche der Zweigauskleidung 20 beabstandet ist. Im axial zurückgezogenen Zustand der Stäbe 40 wird der Keil 38 durch die Stäbe zwischen die Dichtungsringe 36a, 36b gezogen, so daß der Dichtungsring 36a gegen die Oberfläche der Zweigbohrung 26 und der Dichtungsring 36b gegen die Außenfläche der Zweigauskleidung 20 gedrückt wird, um eine Metall-gegen-Metall-Abdichtung zwischen der Zweigbohrung 26 und der Zweigauskleidung 20 herzustellen. Der ringförmige Körper 34 ist mit einer Verriegelungsmutter 42 über ein Lager 44 verbunden, welches eine Drehung der Verriegelungsmutter 42 relativ zum Körper 34 um die Längsachse 26a gestattet. Die Verriegelungsmutter ist mit der Zweigauskleidung 20 über eine Schraubverbindung 46 verbunden.
4 zeigt eine Verriegelungs- und Zentralisierungsanordnung 48, die zwischen der Zweigbohrung 26 und der Zweigauskleidung 20 angeordnet ist, wobei die Anordnung 48 einen selbst-expandierenden Verriegelungsring 50 aufweist, der auf einem Form-Memory-Metall-Betätigungsring 52 abgestützt ist, der seinerseits an einem verjüngten Anschlagring 54 abgestützt ist. Der Anschlagring 54 ruht auf einer Ringschulter 55, die an der Zweigauskleidung 20 vorgesehen ist und hat eine äußere Ringnut 56, in der ein geteilter Betätigungsring 58 aus Form-Memory-Metall angeordnet ist. Die Anordnung 48 wird zwischen einem ringförmigen Haltering 60 und einer ringförmigen Schulter 62 gehalten, die an der Außenfläche der Zweigauskleidung 20 vorgesehen ist. Der Haltering 60 kann auf die Zweigauskleidung 20 aufgeschrumpft, aufgeschabt, aufgeschnappt oder aufgeschweißt sein. Der Betätigungsring 52 nimmt eine axial zurückgezogene Form unterhalb einer vorbestimmten Übergangstemperatur und eine axial ausgefahrene Form oberhalb der Übergangstemperatur ein. Der geteilte Betätigungsring 58 nimmt eine radial zurückgezogene Form unterhalb der ausgewählten Übergangstemperatur und eine radial ausgefahrene Form oberhalb der Übergangstemperatur ein. Eine Ringnut 64 ist in der Zweigbohrung 26 vorgesehen, in welche die Anordnung 48 mit einigem axialen und radialen Spiel paßt, wenn sich die Betätigungsringe 52, 58 unterhalb ihrer Übergangstemperatur befinden. Wenn die Betätigungsringe 52, 58 oberhalb der Übergangstemperatur sind, wird der Verriegelungsring 50 durch den axial expandierten Betätigungsring 52 gegen die Schulter 62 gepreßt, und der Anschlagring 54 wird in der Zweigbohrung 26 durch den radial expandierten Betätigungsring 58 zentralisiert. Die Übergangstemperatur der Betätigungsringe 52, 58 wird geringfügig unterhalb der Übergangstemperatur der Stäbe 40 gewählt.
Während des Normalbetriebes des Bohrlochsystems 1 wird das Hauptbohrloch 3 gebohrt und die Hauptauskleidung 16 mit dem Auskleidungsverzweigungselement 22 abgesenkt und in das Hauptbohrloch 3 zementiert. Während der Installation und der Zementiervorgänge wird die Zweigbohrung 26 an ihrem unteren Ende durch einen Stopfen (nicht gezeigt) verschlossen, der herausgebohrt werden kann. Ein Ablenkkeil (nicht gezeigt) wird dann in der Hauptauskleidung 16 und in dem Auskleidungsverzweigungselement 22 angeordnet, um den Bohrstrang (nicht gezeigt) in das Zweigbohrloch 26 zu leiten. Eine entfernbare Verschleißbüchse (nicht gezeigt) wird temporär in der Zweigbohrung 26 angeordnet, um einen Kontakt des Bohrstranges mit der Oberfläche der Zweigbohrung 26 zu verhindern. Der Bohrstrang wird dann durch die Hauptauskleidung 16 abgesenkt und von dem Ablenkkeil in die Zweigbohrung 26 geleitet. Der Bohrstrang wird gedreht, um den Stopfen herauszubohren und das Zweigbohrloch 18 zu bohren. Nach dem Vervollständigen des Bohrvorganges wird das Verschleißbüchse aus der Zweigbohrung 26 entfernt und die Abzweigauskleidung 20 durch die Hauptauskleidung 16 abgesenkt und durch den Ablenkkeil (oder durch irgendein anderes geeignetes Führungsmittel) in das Zweigbohrloch 18 geleitet, bis der selbst-expandierende Verriegelungsring 50 in die Ringnut 64 einrastet. Die Abzweigauskleidung wird vom Anschlagring 54 und der Schulter 55 abgestützt.
Die Dichtvorrichtung 30 wird durch die Hauptauskleidung 16 abgesenkt und in die Zweigbohrung 26 geführt, so daß der ringförmige Körper 34 in den Ringraum 28 eintritt, bis die Verriegelungsnut 42 am oberen Ende der Zweigauskleidung 20 anlangt. Die Verriegelungsnut 42 wird dann auf die Zweigauskleidung unter Verwendung eines geeigneten Einstellwerkzeuges (nicht gezeigt) geschraubt, so daß das Lager 44 es dem ringförmigen Körper 34 gestattet, drehfest zu liegen, während die Verriegelungsnut gedreht wird. Infolge der Ausbildung der Dichtungsvorrichtung 30, des Keiles 38 und der Dichtungsringe 36a, 36b werden letztere genau in dem Ringraum 28 positioniert. Eine Umkehr der vorstehenden Prozedur unter Verwendung des Einstellwerkzeuges gestattet es, die Dichtungsvorrichtung 30 aus dem Ringraum 28 zurückzuziehen, beispielsweise um eine neue Dichtung zu installieren.
Eine Heizvorrichtung (nicht gezeigt) wird durch die Hauptauskleidung 16 abgesenkt und in die Zweigbohrung 26 geführt. Hitze wird von der Heizvorrichtung auf die Form-Memory-Metallelemente 52, 58 und 40 übertragen. Bei Erreichen ihrer entsprechenden Übergangstemperatur expandiert der Betätigungsring 52 axial, und der Betätigungsring 58 expandiert radial, wodurch die Zweigauskleidung 20 in der Zweigbohrung 26 axial verriegelt und zentralisiert wird. Die Stäbe 40 ziehen sich bei Erreichen ihrer entsprechenden Übergangstemperatur axial zurück und ziehen dadurch den Keil 38 zwischen die Dichtungsringe 36a, 36, so daß der Dichtungsring 36a gegen die Oberfläche der Zweigbohrung 26 und der Ring 36b gegen die Außenfläche der Zweigauskleidung 20 gedrückt wird, um eine Metall-gegen-Metall-Abdichtung zwischen der Zweigbohrung 26 und der Zweigauskleidung 20 herzustellen. Der Keil 38 wird an den Ringen 36a, 36 infolge der gezahnten Kontaktflächen zwischen dem Keil 38 und den Ringen 36a, 36b verriegelt. Wenn die Heizvorrichtung abgedreht wird und die Temperatur der Stäbe 40 unterhalb der Übergangstemperatur derselben fällt, expandieren die Stäbe axial durch die entsprechenden Löcher 41 des Keiles 38, während der Keil zwischen den Dichtungsringen verriegelt bleibt. Zement wird durch die Abzweigauskleidung 20 und das Zweigbohrloch 18 gepumpt, um eine Zementschicht 24 zu formen, welche die Zweigauskleidung im Zweigbohrloch 18 abdichtet.
Nach dem Vervollständigen des Bohrlochsystems 1 wird mit der Förderung von Kohlenwasserstofffluid, z. B. Hochdruck-Erdgas, aus der Lagerzone 14 begonnen. Das Fluid strömt aus der Lagerzone 14 in die Hauptauskleidung 16 und die Zweigauskleidung 20 und durch diese Auskleidungen zum Bohrlochkopf 5, wo das Fluid zu einer geeigneten Verarbeitungsstätte (nicht gezeigt) weitertransportiert wird. Die Metall-gegen-Metall-Abdichtung, die durch die Dichtungsvorrichtung 30 erzeugt wird, verhindert ein Lecken des Fluids durch den Ringraum 28 in die Überlagerungsschicht 9. Die Zementschichten 17 und 24 dichten die Hauptauskleidung 16 und die Zweigauskleidung 20 in ihren entsprechenden Bohrlöchern ab, so daß das Lecken von Gas aus der Lagerzone 14 entlang der Auskleidungen 16, 20 zur Überlagerungsschicht 9 verhindert wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß Gas durch die Auskleidungen 16, 20 gefördert wird, ohne das Erfordernis für konventionelle Förderverrohrungen, und ohne Gefahr eines Gasleckens aus der Lagerzone 14 in die Überlagerungsschicht 9.
Ein anderer Vorteil des Systems gemäß der Erfindung besteht in der Möglichkeit, eine Sekundärleitung vorzusehen, die sich vom Bohrlochkopf (der mit einem Ausbruchspreventer versehen ist) durch die Hauptauskleidung und in die Zweigbohrung des Verzweigungselementes in abdichtender Beziehung zur Zweigbohrung erstreckt. Die Sekundärleitung kann beispielsweise eine Kohlenwasserstofffluid-Förderleitung für die gesonderte Förderung von Kohlenwasserstofffluid aus dem Zweigbohrloch und dem Hauptbohrloch sein, z. B. im Falle einer hohen Fluiddruckdifferenz zwischen dem Hauptbohrloch und dem Zweigbohrloch. Alternativ kann die Sekundärleitung ein Servicefutter zur Führung eines Bohrlochwerkzeuges von der Erdoberfläche in das Zweigbohrloch sein, wie eines Bohrstranges zum weiteren Bohren des Zweigbohrloches. Ein Vorteil der Anwendung eines solchen Servicefutters besteht darin, daß die Fluidförderung durch das Hauptbohrloch fortgesetzt werden kann, während Bohrlochoperationen in dem Zweigbohrloch durch das Servicefutter vorgenommen werden, welches solche Operationen vom Rest des Hauptbohrloches und von irgendeinem anderen Zweigbohrloch isoliert. Die Sekundärleitung ist vorzugsweise mit einem Verriegelungsmechanismus versehen, der sie in der Zweigbohrung verriegelt.
Gegebenenfalls kann die Zweigauskleidung an ihrem oberen Endteil mit einem Strömungssteuerungsventil versehen sein, das durch eine Drahtleitung oder ein gewickeltes Rohr zur Oberfläche rückholbar ist. Das Strömungssteuerungsventil kontrolliert die Strömung des Kohlenwasserstofffluids durch die Zweigauskleidung und wird durch Telemetrie oder durch eine vorbestimmte Eigenschaft des gesteuerten Fluids betätigt.
Außerdem kann ein Sicherheitsventil im fernen Endteil der Zweigauskleidung installiert werden, welches durch Telemetrie oder durch eine Eigenschaft des gesteuerten Fluids betätigt wird, beispielsweise eine vorbestimmte Fluiddruckdifferenz über das Sicherheitsventil.
Das Strömungssteuerungsventil und das Sicherheitsventil haben je einen Umkehrströmungs-Bypass, der es gestattet, eine Umkehrströmung des Fluids bei Auftreten einer vorbestimmten Umkehrfluiddifferenz über das Ventil vorzunehmen.
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 können statt der Tatsache, daß das Hauptbohrloch und das Zweigbohrloch aus einer einzigen Lagerzone fördern, diese Bohrlöcher aus beabstandeten Lagerzonen fördern.
Die vorstehend detaillierte Beschreibung bezieht sich der Einfachheit halber auf ein Hauptbohrloch und ein Zweigbohrloch. Es ist klar, daß die Erfindung auch bei einer Vielzahl von Zweigbohrlöchern angewendet werden kann.
Statt des Auskleidungsverzweigungselementes als monolithische Struktur kann dieses auch aus verschiedenen Teilen zusammengebaut werden. Ferner kann die Querschnittsform des Verzweigungselementes elliptisch oder polygonal statt kreisförmig sein.
Außerdem können statt der Verwendung von Memory-Metallelementen, die erhitzt werden, um die Übergangstemperatur zu erreichen, Memory-Metallelemente angewendet werden, die gekühlt werden, um ihre entsprechenden Übergangstemperaturen zu erreichen. In diesem Fall wird in das Bohrlochsystem eine Kühlvorrichtung statt einer Heizvorrichtung abgesenkt.

Claims

System mit einer äußeren Leitung (22), die eine Längsachse aufweist, einer inneren Leitung (20), die sich koaxial in die äußere Leitung (22) erstreckt, und einer Dichtungsvorrichtung (30), die radial expandierbar in einem Ringraum (28) zwischen den Leitungen (20, 22) derart angeordnet ist, daß die Vorrichtung aus einem zurückgezogenen Modus, in welchem die Vorrichtung (30) radial von den Leitungen (20, 22) beabstandet ist, in einen expandierten Modus expandierbar ist, in welchem die Vorrichtung (30) radial gegen die Leitungen (20, 22) expandiert ist, wobei die Vorrichtung (30) ein Form-Memory-Metallelement (40) aufweist, das aus einer ersten Form bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur in eine zweite Form transformierbar ist, wobei das Form-Memory-Metallelement (40) so ausgebildet ist, daß es die Vorrichtung (30) bei Transformation des Memory-Metallelementes (40) aus der ersten Form in die zweite Form aus dem zurückgezogenen Modus in den expandierten Modus expandiert; dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner eine Zentralisiervorrichtung (48) aufweist, die in dem Ringraum (28) zum Zentralisieren der inneren Leitung (20) innerhalb der äußeren Leitung (22) angeordnet ist, welche Zentralisiervorrichtung (48) aus einem zurückgezogenen Modus, in welchem die Zentralisiervorrichtung radial von zumindest einer der äußeren und inneren Leitungen (20, 22) beabstandet ist, in einen expandierten Modus radial expandierbar ist, in welchem die Zentralisiervorrichtung radial gegen die innere Leitung (20) und gegen die äußere Leitung (22) expandiert ist, um die innere Leitung (20) innerhalb der äußeren Leitung (22) zu zentralisieren, wobei die Zentralisiervorrichtung ein zweites Form-Memory-Metallelement (52, 58) aufweist, das bei Erreichen einer vorbestimmten Übergangstemperatur aus einer dritten Form in eine vierte Form transformierbar und so ausgebildet ist, daß es bei Transformation von der dritten in die vierte Form die Zentralisiervorrichtung (48) aus dem zurückgezogenen Modus in den expandierten Modus derselben expandiert.
System nach Anspruch 1, das ferner ein abgezweigtes Bohrlochsystem 1 aufweist, das in der Erdformation ausgebildet ist, wobei das abgezweigte Bohrlochsystem ein Hauptbohrloch (3) mit einer Hauptauskleidung (16), ein Zweigbohrloch (18) mit einer Zweigauskleidung (20) und ein Auskleidungsverzweigungselement (22) aufweist, das eine Hauptbohrung (24) und eine Zweigbohrung (26) in Fluidverbindung mit der Hauptbohrung hat, wobei die Hauptbohrung (24) eine Verlängerung der Hauptauskleidung und die Zweigbohrung (26) eine Verlängerung der Zweigauskleidung (20) ist, und wobei die innere Leitung durch die Zweigauskleidung (20) und die äußere Leitung durch die Zweigbohrung (26) gebildet ist.
System nach Anspruch 2, bei welchem die Erdformation eine Kohlenwasserstofffluid-Lagerzone (14) aufweist, eine Überlagerungsschicht (9), die oberhalb der Lagerzone (14) angeordnet ist, und eine Deckgesteinsschicht (11), die zwischen der Lagerzone (14) und der Überlagerungsschicht (9) liegt, und wobei das Auskleidungsverzweigungselement (22) in der Überlagerungsschicht (9) angeordnet ist.
System nach Anspruch 2 oder 3, das ferner eine Sekundärleitung aufweist, die sich durch die Hauptauskleidung und in die Zweigbohrung in abdichtender Beziehung mit der Zweigbohrung erstreckt.
System nach Anspruch 4, bei welchem die Sekundärleitung eine Kohlenwasserstofffluid-Förderleitung oder eine Serviceleitung ist, in welche sich ein Bohrlochwerkzeug zum Durchführen einer Operation in dem Zweigbohrloch erstreckt.
System nach Anspruch 5, bei welchem die Sekundärleitung eine Serviceleitung ist, durch welche sich ein Bohrstrang erstreckt, um das Zweigbohrloch weiter zu bohren.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem die Abdichtungsvorrichtung (30) im expandierten Modus derselben eine Metall-gegen-Metall-Abdichtung zwischen der inneren Leitung (20) und der äußeren Leitung (22) ergibt.
System nach einem Ansprüche 1 bis 7, bei welchem die Dichtungsvorrichtung (30) einen keilförmigen Expandierer (38) aufweist, der so angeordnet ist, daß er die Vorrichtung bei einer vorbestimmten Axialbewegung des Expandierers (38) radial expandiert, und wobei das Memory-Metallelement (40) so angeordnet ist, daß es die vorbestimmte Axialbewegung des Expandierers bei Transformation des Memory-Metallelementes (40) aus der ersten Form in die zweite Form hervorruft.