NO20110243A1

NO20110243A1 - Fremgangsmate og anordning for aktivering av et bronnverktoy

Info

Publication number: NO20110243A1
Application number: NO20110243A
Authority: NO
Inventors: Michael J Loughlin
Original assignee: Baker Hughes Inc
Priority date: 2008-07-17
Filing date: 2011-02-14
Publication date: 2011-02-14
Also published as: NO344580B1; CA2730494C; CA2730494A1; GB2474162B; US20100012314A1; GB2474162A; GB201100431D0; US8365835B2; WO2010008958A2; WO2010008958A3

Abstract

En brønnverktøyaktuator innbefatter, en oppblåsbar del, et første parti på en opphullsende av den oppblåsbare del som er festbar til en første konstruksjon av et brønnverktøy, og et andre parti på en brønnende av den oppblåsbare del som er festbar til en andre konstruksjon av brønnverktøyet. Aktuatoren utformes slik at den andre konstruksjon er be veg ba r i forhold til den første konstruksjon i samsvar med bevegelse av det andre parti i forhold til det første parti i samsvar med oppblåsning av den oppblåsbare del.

Description

Bakgrunn

[0001]Et mangfold av aktuator er benyttet innen hydrokarbonutvinningsindustrien for å aktuere borehullsverktøy, slik som f.eks. broplugger. Broplugger innbefatter blant andre ting tetninger og forankringer. I tillegg til å aktuere tetningene og forankringene styrer typisk aktuatoren også tidsinnstillingen av aktuering av tetningen med hensyn til forankringene. Mange aktuatorer har komplekse og kostbare mekanismer som er store og tunge og har flere svikttilstander. Således er industrien alltid mottakelig for nye og enkle aktuatorer.

Kort beskrivelse av oppfinnelsen

[0002]Omtalt heri er en borehullsverktøyaktuator. Aktuatoren innbefatter, en oppblåsbar del, et første parti på en opphullsende av den oppblåsbare del som er festbar til en første konstruksjon av et borehullsverktøy, og et andre parti på en bore-hullsende av den oppblåsbare del som er festbar til den andre konstruksjon til borehullsverktøyet. Aktuatoren er utformet slik at den andre konstruksjon er bevegbar i forhold til den første konstruksjon i samsvar med bevegelse av det andre parti i forhold til det første parti i samsvar med oppblåsning av den oppblåsbare del.

[0003]Ytterligere omtalt heri er en fremgangsmåte for aktuering av et borehulls-verktøy. Fremgangsmåten innbefatter, festing av en første konstruksjon til bore-hullsverktøyet til et første parti av en oppblåsbar del, bevegbar kobling av en andre konstruksjon av borehullsverktøyet til et andre parti av den oppblåsbare del, og oppblåsing av den oppblåsbare del og derved flytting av det andre parti i forhold til det første parti og den andre konstruksjon i forhold til den første konstruksjon for å aktuere borehullsverktøyet.

Kort beskrivelse av tegningene

[0004]De følgende beskrivelser skal ikke anses for å være begrensende på noen måte. Med referanse til de vedføyde tegninger er like elementer nummerert likt:

[0005]Figur 1A-1D viser et delvis tverrsnittsideriss av en borehullsverktøyaktuator omtalt heri i opererbar kommunikasjon med et borehullsverktøy i en ikke-aktuert tilstand; og

[0006]figur 2A-2D viser et delvis tverrsnittsmessig sideriss av borehullsverktøy-aktuatoren og borehullsverktøyet i figur 1A-1D illustrert i en aktuert tilstand.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

[0007]En detaljert beskrivelse av en eller flere utførelser av det omtalte apparat og fremgangsmåte er frembrakt heri ved hjelp av eksemplifisering og ikke begrensning med referanse til figurene.

[0008]Med referanse til figur 1A-2D, er en utførelse av en borehullsverktøyaktua-tor omtalt heri vist generelt ved 10. Aktuatoren 10 innbefatter blant andre ting, en spindel 14 og en oppblåsbar del 18, illustrert heri som en oppblåsbar tetning. Den oppblåsbare del 18 er konstruert slik at under oppblåsning av denne ekspanderer den oppblåsbare del 18 radielt utover idet den samtidig trekker seg sammen aksialt. For å tilrettelegge forholdet mellom aksial sammentrekning og radial eks-pansjon av den oppblåsbare del 18 kan det være fordelaktig å konstruere den oppblåsbare del 18 slik at elastisiteten ikke er homogen. Mer nøyaktig ved å tillate en periferi av den oppblåsbare delen 18 å øke ved lavere nivåer av spenning sam-menlignet med en aksial dimensjon derav, etter som den oppblåsbare del 18 ekspanderer radialt, vil den trekke seg sammen aksialt. En slik konstruksjon av den oppblåsbare del 18 kan innbefatte aksialt orienterte fibre som har en høy strekk-stryke, slik som karbon komposittmaterialer eller metall f.eks. med et elastomer-legeme. Aktuatoren 10 er i opererbar kommunikasjon med et borehullsverktøy (brønnverktøy) 22, vist i denne utførelse som en aktuator med en ventil 24. Brønn-verktøyet 22 er koblet med både spindelen 14 og den oppblåsbare del 18 som følger. En første undersammenstilling 26, tilstøtende og opphulls av den oppblåsbare del 18 i denne utførelse, er festet til spindelen 14 og et første parti av den oppblåsbare del 18. Likeledes er en andre undersammenstilling 34, tilstøtende og nedi hullet for den oppblåsbare del 18, glid bart koblet omkring spindelen 14 og er festet til et andre parti 38 av den oppblåsbare del 18. Den oppblåsbare del 18, som i en utførelse er laget av for det meste et elastomermateriale, deformerer elastisk etter som trykkfluid strømmer inn i et indre kammer 42, dannet av et ring-formet rom mellom den oppblåsbare del 18 og spindelen 14. Den oppblåsbare deformasjon, som beskrevet ovenfor, bevirker at den oppblåsbare del 18 ekspanderer radielt idet den trekker seg sammen aksialt, og derved trekker det første parti 30 nærmere det andre parti 38. Den aksiale trekkevirkning på den oppblåsbare del 18, i forhold til den stive og ikke ettergivende lengde av spindelen 14, er virkningen som driver aktuatoren 10 omtalt heri.

[0009] I utførelsen detaljert heri er aktuatoren 10 illustrert å aktuere ventilen 24 som følger. Siden den første undersammenstilling 26, i denne utførelse, fast fester det første parti 30 til den oppblåsbare del 18 til spindelen 14, er relativ bevegelse derimellom forhindret. Således, i samsvar med aksial sammentrekning av den oppblåsbare del 18, under oppblåsing derav, beveger det andre parti 38 seg i forhold til spindelen 14. Den andre undersammenstilling 34 som derfor er festet til det andre parti 38, beveger også i forhold til spindelen 14. Et hus 46 til ventilen 24 er festet til den andre undersammenstilling 34, og et ventillegeme 50 til ventilen 24 er festet til spindelen 14, som resulterer i bevegelse av ventillegemet 50 i forhold til huset 46 i samsvar med oppblåsning av den oppblåsbare del 18. Denne relative bevegelse mellom ventillegemet 50 og huset 46 aktuerer ventilen 24.1 tillegg innbefatter ventilen 24 to o-ringer 54 tettende koblet mellom ventillegemet 50 og en indre overflate 58 til huset 46. De to o-ringer 54 spenner over en port 62 som er fluidmessig forbundet til et stempel 66 til forankringen 22. Posten 62 er derfor tettet fra brønnfluid inntil aktuering av ventilen 24. Ved aktivering av ventilen 24 er porten 62 åpnet for brønnfluid og det hydrostatiske trykket forbundet med dette. Det hydrostatiske trykk, som tilføres stempelet 66 i samsvar med åpningen av ventil 24, aktuerer forankringen 22 som vil beskrives med referanse til figur 1D og 2D nedenfor.

[0010]En kraftfrigjøringsdel 70, illustrert heri som skjærskruer, posisjonsmessig låser spindelen 14 til den andre undersammenstilling 34 inntil en valgt kraftterskel er nådd. Denne kraftfrigjøringsdel 70 forhindrer derved utilsiktet aktuering av ventilen 24, og følgelig utilsiktet aktuering av forankringen 22.1 tillegg holder kraftfrigjøringsdelen 70 den oppblåsbare del 18 i en forlenget posisjon, hvor det er mindre sannsynlig at elastomerpartiet skrubbes bort, under kjøring av aktuatoren 10. Den valgte kraftterskel for kraftfrigjøringsdelen 70 er innstilt til å være større enn krefter antatt å påtreffes under kjøring av aktuatoren inn i brønnen men mindre enn krefter som oppnås ved sammenpressing av den oppblåsbare del under oppblåsning av denne.

[0011]Med referanse spesielt til figur 1D og 2D, innbefatter forankringen 22

stempelet 66, et stempelhus 74, en spindel 78 og bæreledd 82, forbundet til holdekiler 86.1 samsvar med åpning av ventilen 24 påfører fluid under hydrostatisk trykk kraft på stempelet 66 og på stempelhuset 74, innen hvilket stempelet 66 er anord-net. Kraften fra trykket bevirker at stempelhuset 74 beveger seg i forhold til stempelet 66. Slik relativ bevegelse bevirker at bæreledd 82, som dreibart forbinder holdekilene 86 mellom stempelhuset 74 og en kobling 90 festet til enden av spindelen 78, dreibart forlenger holdekilen 86 radialt utover. Den radiale utover-bevegelse av holdekilen 86 tillater holdekilen 86 å oppta en vegg til et foringsrør, foring eller annen brønnkonstruksjon (ikke vist) innen hvilken forankringen 22 er posisjonert for posisjonsmessig å feste forankringen 22 dertil.

[0012]Selv om aktuatoren 10 i utførelsen omtalt heri er vist å aktuere ventilen 24, skal det bemerkes at i alternative utførelser kan aktuatoren 10 være koblet direkte til forankringen 22 og derved unngå fullstendig behovet for ventilen 24.1 en slik ut-førelse vil stempelhuset 74 være festet til den andre undersammenstilling 34 og spindelen 78 vil være festet til spindelen 14. Så ved aksial sammentrekning av den oppblåsbare delen 18, vil stempelhuset 74 flytte seg mot venstre (som sett i figurene) idet spindlene 14, 78 forbli stasjonære og derved bevirke av bæreleddene 82 dreier radialt utover som beskrevet ovenfor.

[0013]I noen anvendelser kan det være ønskelig å sette forankringen 22 like før tetting av brønnboringen med den oppblåsbare delen 18. En slik sekvens vil sørge for at den sette forankringen 22 forhindrer bevegelse av verktøyet 10 i forhold til brønnkonstruksjonen under settingen og tettingen av den oppblåsbare delen 18. Utførelser omtalt heri tilrettelegges slik sekvensiell tidsstyring. Styring av en mengde som fluid strømmer inn i den oppblåsbare del tillater en operatør å styre mengden av fylling av den oppblåsbare del og den resulterende oppblåsnings-mengde. Fluidkilden for å fylle den oppblåsbare del 18 kan variere f.eks. kan fluidet være tilført fra overflate eller fra brønnlokaliseringer som best passer for hver spesiell anvendelse. I tillegg kan ventilen 24 være utformet for å åpne etter at oppblåsning starter men før tetting av den oppblåsbare del med brønnboringen. Således kan forankringen 22 være fullstendig satt for fullføring av settingen av den oppblåsbare delen 18.

[0014]I tillegg til å styre settesekvensen for den oppblåsbare del 18 i forhold til forankringen 22, tillater utførelser omtalt heri forankringen 22 å være lokalisert under tetningen som vanligvis er foretrukket. Og, i motsetning til typiske arrange-menter, som krever tilstedeværelsen av en aksial kanal eller port gjennom den oppblåsbare del 18, for verktøy posisjonert derunder for å tilveiebringe et middel for aktuering av verktøyet, krever ikke utførelsen omtalt heri noen slik kanal eller port. Mangelen på et behov for en slik kanal eller port tillater spindelen 14 å være massiv og sterkere, og derved av færre sviktegenskaper, så vel som å være enklere, mindre og mindre kostbar å produsere. Valgfritt kan anvendelser innbefatte en kanal eller port gjennom den oppblåsbare del for å tilrettelegge middel for aktuering, kommunikasjon eller strømning derigjennom.

[0015]Selv om utførelsen beskrevet heri har benyttet aktuatoren 10 for å aktuere ventilen 24 og forankringen 22, skal det bemerkes at ethvert brønnverktøy kan være aktuert ved den relative bevegelse som den omtalte aktuator tilveiebringer mellom det andre parti 38 og det første parti 30. Det skal også bemerkes at aktueringskrefter og relative bevegelsesforskyvninger kan forandres, som ønsket per anvendelse, gjennom forandringer i f.eks. den geometriske utforming av den oppblåsbare delen 18, partiene 30, 38 og spindelen 14.

[0016]Idet oppfinnelsen er blitt beskrevet med referanse til en eksemplifiserende utførelse eller utførelser, skal det forstås av de som er faglært på området at for-skjellige forandringen kan gjøres og ekvivalenter kan byttes ut for elementer derav uten å avvike fra området for 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 området av denne. Derfor er det intensjonen at oppfinnelsen ikke er begrenset til den spesielle omtalte utførelse som den beste utførelse overveiet for å utføre oppfinnelsen, men at oppfinnelsen vil innbefatte alle utførelser som faller innen området for kravene. Også, i tegningene og be-skrivelsen, har det blitt omtalt eksemplifiserende utførelser av oppfinnelsen og, selv om spesifikke betegnelser kan ha blitt anvendt, er de med mindre ellers angitt benyttet på en generisk og beskrivende måte kun og ikke for formål med å be-grense om råder for oppfinnelsen og er derfor ikke så begrenset. Dessuten angir ikke bruken av betegnelsene første, andre etc. noen rekkefølge av viktighet, men heller er betegnelsen første, andre etc. byttet for å skjelne ett element fra et annet. Videre angir ikke bruken av betegnelsene en, ett etc. en begrensning av mengde, men heller angir tilstedeværelsen av minst en av den refererte gjenstand.

Claims

1. Brønnverktøyaktuator, karakterisert vedat den omfatter, en oppblåsbar del; et første parti på en opphullsende av den oppblåsbare del er festbar til en første konstruksjon av et brønnverktøy; og et andre parti av en brønnhullsende til den oppblåsbare den er festbar til den andre konstruksjon av brønnverktøyet slik at den andre konstruksjon er bevegbar i forhold til den første konstruksjon i samsvar med bevegelse av det andre parti i forhold til det første parti i samsvar med oppblåsing av den oppblåsbare del.

2. Brønnverktøy ifølge krav, karakterisert vedat den oppblåsbare del er tettbar til en brønn-konstruksjon posisjonert der rundt i samsvar med å være i en oppblåst tilstand.

3. Brønnverktøyaktuator ifølge krav 1, karakterisert vedat den videre omfatter en spindel fast festet til det først parti og glidbart koblet med det andre parti, det første parti er festbart med brønn-verktøyet gjennom spindelen.

4. Brønnverktøyaktuator ifølge krav 3, karakterisert vedat minst ett parti av spindelen er massiv og porer av porter eller kanaler formet aksialt derigjennom.

5. Brønnverktøyaktuator ifølge krav 1, karakterisert vedat det videre omfatter minst en kraftfrigjøringsdel i opererbar kommunikasjon med det første parti og det andre parti, den minst ene kraftfrigjøringsdel er frigjørbar i samsvar med krefter generert i brønnverktøy-aktuatorer under oppblåsing av den oppblåsbare del.

6. Brønnverktøyaktuator ifølge krav 1, karakterisert vedat bevegelsen av det andre parti mot det første parti er langs en langsgående akse av brønnverktøyaktuatoren.

7. Brønnverktøyaktuator ifølge krav 1, karakterisert vedat brønnverktøyet, i opererbar kommunikasjon med brønnverktøyaktuatoren, er posisjonerbar nedi hullet for brønnverktøyaktuatoren.

8. Brønnverktøyaktuator ifølge krav 1, karakterisert vedat den oppblåsbare del er oppblåsbar med fluid tilført fra overflate.

9 Brønnverktøyaktuator ifølge krav 1, karakterisert vedat den oppblåsbare del er oppblåsbar med fluid tilført fra brønnhullet.

10. Brønnverktøyaktuator ifølge krav 1, karakterisert vedat et oppblåsbart parti av den oppblåsbare del er elastomer.

11. Fremgangsmåte for aktuering av et brønnverktøy, karakterisert vedat det omfatter; festing av en første konstruksjon til brønnverktøyet til et første parti av en oppblåsbar del; bevegbar kobling av en andre konstruksjon av brønnverktøyet til et andre parti av den oppblåsbare del; og oppblåsning av den oppblåsbare del og derved flytting av det andre parti i forhold til det første parti og den andre konstruksjon i forhold til den første konstruksjon for å aktuere brønnverktøyet.

12. Fremgangsmåte for aktuering av et brønnverktøy ifølge krav 11,karakterisert vedat den videre omfatter oppblåsing av den oppblåsbare del med fluid tilført fra overflaten.

13. Fremgangsmåte for aktuering av et brønnverktøy ifølge krav 11,karakterisert vedat den videre omfatter oppblåsning av den oppblåsbare del med fluid fra brønnhullet.

14. Fremgangsmåte for aktuering av et brønnverktøy ifølge krav 11,karakterisert vedat den bevegelsen av det andre parti i forhold til et første parti er mot det første parti.

15. Fremgangsmåte for aktuering av et brønnverktøy ifølge krav 11,karakterisert vedat den videre omfatter åpning av en ventil med bevegelsen av den andre konstruksjon i forhold til den første konstruksjon.

16. Fremgangsmåte for aktuering av et brønnverktøy ifølge krav 11,karakterisert vedat den videre omfatter setting av holdekiler for en forankring med bevegelsen av den andre konstruksjon i forhold til den første konstruksjon.

17. Fremgangsmåte for aktuering av et brønnverktøy ifølge krav 11,karakterisert vedat den videre omfatter radial ekspandering av den oppblåsbare del.

18. Fremgangsmåte for aktuering av et brønnverktøy ifølge krav 11,karakterisert vedat det videre omfatter frigjøring av en kraftfrigjøringsdel med bevegelsen av det andre parti i forhold til det første parti.

19. Fremgangsmåte for aktuering av et brønnverktøy ifølge krav 11,karakterisert vedat den videre omfatter tetting av den oppblåsbare del mot en brønnkonstruksjon.

20. Fremgangsmåte for aktuering av et brønnverktøy ifølge krav 19,karakterisert vedat den videre omfatter gradering av den oppblåsbare del for å frigjøre en kraftfrigjøringsdel før tetting av den oppblåsbare del med brønnkonstruksjonen.