NO332958B2

NO332958B2 - Plug device

Info

Publication number: NO332958B2
Application number: NO20085082A
Authority: NO
Inventors: Geir Ueland
Original assignee: Completion Tech Resources As
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2008-12-05
Publication date: 2016-08-08
Also published as: US20110315398A1; WO2010064925A1; EP2368010A1; NO20085082L; NO332958B1; EP2368010A4

Description

PLUGGANORDNING PLUG DEVICE

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en plugganordning. Nærmer bestemt dreier det seg om en plugganordning til bruk ved midlertidig tetting av et fluidløp i et rør, hvor plugganordningen innbefatter et plugglegeme anordnet avtettende i fluidløpet. The present invention relates to a plug device. More specifically, it concerns a plug device for use when temporarily sealing a fluid flow in a pipe, where the plug device includes a plug body arranged sealingly in the fluid flow.

Ved klargjøring av for eksempel brønner til utvinning av olje og gass fra jordskorpen, settes en såkalt kompletteringsstreng. Kompletteringsstrengen innbefatter en midlertidig brønnbarriere som er innrettet til å kunne motstå trykket fra brønnen inntil en hydraulisk operert produksjonspakning er satt og funksjonstestet. When preparing, for example, wells for the extraction of oil and gas from the earth's crust, a so-called completion string is set. The completion string includes a temporary well barrier designed to withstand the pressure from the well until a hydraulically operated production seal is set and functionally tested.

Etterat produksjonspakningen er funnet i orden, fjernes den midlertidige brønnbarrie-re. After the production packing has been found to be in order, the temporary well barrier is removed.

Det er ønskelig at produksjonsrørstrengen er fri for innsnevringer etter at den midlertidige brønnbarriere er fjernet. It is desirable that the production pipe string is free of constrictions after the temporary well barrier has been removed.

Det er kjent en såkalt glasspakning som ved hjelp av et eksplosiv, hvor detonasjonen styres fra overflaten av brønnen, blir sprengt i biter når glasspakningen skal fjernes. Bruddstykkene eller bitene blir deretter produsert ut av brønnen. A so-called glass packing is known which, with the help of an explosive, where the detonation is controlled from the surface of the well, is blown into pieces when the glass packing is to be removed. The fragments or pieces are then produced from the well.

Erfaringer viser at det enkelte ganger oppstår problemer med å detonere eksplosivet. Glasspakningen kan ved slike hendelser knuses ved hjelp av for eksempel et legeme som føres inn i brønnen fra overflaten. Den knuste pakningen blir deretter produsert ut av brønnen. Experience shows that sometimes problems arise with detonating the explosive. In such incidents, the glass packing can be broken using, for example, a body that is introduced into the well from the surface. The crushed packing is then produced from the well.

Selv om en slik knusingsoperasjon normalt ikke vil påvirke brønnens produksjon, vil brønnen inneholde et udetonert eksplosiv som det ikke er mulig å ha kontroll over. Slike eksplosiver er relativt kraftige og vil kunne representere en betydelig sikkerhetsrisiko for installasjonen som er tilknyttet brønnen. Although such a crushing operation will not normally affect the well's production, the well will contain an undetonated explosive over which it is not possible to have control. Such explosives are relatively powerful and could represent a significant safety risk for the installation connected to the well.

Bruk av eksplosiver representerer også en sikkerhetsrisiko i forbindelse med klargjø- The use of explosives also represents a safety risk in connection with

ring av plugganordningen, typisk på land, og i forbindelse med frakt til brønnen. ring of the plug device, typically on land, and in connection with shipping to the well.

Fra publikasjonen NO 20081735 er det kjent en plugg for tetting av et fluidløp. Pluggen har likhetstrekk med plugganordningen i henhold til ingressen til krav 1 i dette dokument. From the publication NO 20081735, a plug for sealing a fluid passage is known. The plug has similar features to the plug device according to the preamble to claim 1 in this document.

Fra publikasjonen WO 2007/108701 Al er det kjent en plugg for midlertidig tetting av et fluidløp i en brønn. Pluggen er en glassplugg bestående av to glasslag, hvor det er et væskefylt hulrom mellom glasslagene. Trykket i hulrommet er innrettet til å kunne reduseres og de to glasslag beveges mot hverandre inntil de sprekker og pluggen øde-legges. From the publication WO 2007/108701 Al, a plug is known for temporarily sealing a fluid flow in a well. The plug is a glass plug consisting of two glass layers, where there is a liquid-filled cavity between the glass layers. The pressure in the cavity is arranged to be able to be reduced and the two layers of glass are moved towards each other until they crack and the plug is destroyed.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk. The purpose of the invention is to remedy or to reduce at least one of the disadvantages of known technology.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i etterfølgende patentkrav. The purpose is achieved by features that are stated in the description below and in subsequent patent claims.

I dette dokument viser posisjonsangivelser som for eksempel "øvre", "nedre", "opp-strøms" og "nedstrøms" til posisjoner som er vist på figurene og som vil være naturlig i brukssituasjonen. In this document, position indications such as "upper", "lower", "upstream" and "downstream" refer to positions which are shown in the figures and which will be natural in the usage situation.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en plugganordning til bruk ved midlertidig tetting av et fluidløp i et rør, hvor plugganordningen innbefatter et plugglegeme anordnet avtettende i fluidløpet, og hvor plugganordningen videre omfatter et stempelarrangement som er innrettet til å kunne tilveiebringe en trykkøkning i et aktiveringsfluid som er ledet inn til plugglegemet via minst én kanal, idet stempelarrangementet er integrert i plugganordningen på en slik måte at stempelarrangementet utgjør et parti av fluidløpets innvendige mantelparti. Det særegne ved plugganordningen er at stempelarrangementet innbefatter et første stempel som ved hjelp av en stempelstang står i forbindelse med et andre stempel. According to the present invention, a plug device is provided for use when temporarily sealing a fluid flow in a pipe, where the plug device includes a plug body arranged sealingly in the fluid flow, and where the plug device further comprises a piston arrangement which is designed to be able to provide a pressure increase in an activation fluid which is led into the plug body via at least one channel, the piston arrangement being integrated into the plug arrangement in such a way that the piston arrangement forms a part of the inner casing part of the fluid barrel. The peculiarity of the plug arrangement is that the piston arrangement includes a first piston which is connected to a second piston by means of a piston rod.

Stempelarrangementet kan utgjøres av flere enn to stempler som står i seriell forbindelse med hverandre ved hjelp av en stempelstang som forbinder et stempel med et etterfølgende stempel. The piston arrangement may consist of more than two pistons which are in serial connection with each other by means of a piston rod connecting one piston to a subsequent piston.

Røret kan for eksempel være et brønn rør som benyttes i forbindelse med petroleums-utvinning. The pipe can, for example, be a well pipe used in connection with petroleum extraction.

Stempelarrangementet kan være anordnet mellom et drivfluid og plugglegemet, idet drivfluidet er innrettet til å kunne drive stempelarrangementet fra en første posisjon The piston arrangement can be arranged between a drive fluid and the plug body, the drive fluid being arranged to be able to drive the piston arrangement from a first position

og til en andre posisjon. and to a second position.

I en foretrukket utførelse er aktiveringsfluidet ved et første trykk når stempelarrangementet befinner seg i den første posisjon og ved et andre, høyere trykk når stempel-arrangementets befinner seg i den andre posisjon, og hvor plugglegemet er innrettet til å desintegrere ved et desintegreringstrykk som er likt eller mindre enn det andre trykk. Med begrepet å desintegrere menes i dette dokument at plugglegemet blir til-strekkelig deformert til at det vil kunne produseres ut gjennom brønnrøret, for eksempel ved at plugglegemet knuses eller spaltes i to eller flere mindre biter. In a preferred embodiment, the activation fluid is at a first pressure when the piston arrangement is in the first position and at a second, higher pressure when the piston arrangement is in the second position, and where the plug body is arranged to disintegrate at a disintegration pressure equal to or less than the second pressure. In this document, the term "disintegrate" means that the plug body is sufficiently deformed that it can be produced through the well pipe, for example by the plug body being crushed or split into two or more smaller pieces.

Det første stempel kan være forsynt med en ytre stempelflate som er eksponert overfor drivfluidet, og en indre stempelflate som er eksponert overfor et første fluid som befinner seg i et første fluidkammer, og hvor det andre stempel er eksponert overfor aktiveringsfluidet som befinner seg i et andre fluidkammer. I én utførelse er det første fluidkammer et ringrom som er avgrenset av et parti av stempelarrangementet og et mantelparti av plugganordningen. The first piston can be provided with an outer piston surface that is exposed to the drive fluid, and an inner piston surface that is exposed to a first fluid located in a first fluid chamber, and where the second piston is exposed to the activation fluid located in a second fluid chamber. In one embodiment, the first fluid chamber is an annular space that is delimited by a portion of the piston arrangement and a mantle portion of the plug arrangement.

Det er en fordel om det første fluid er mer kompressibelt enn aktiveringsfluidet. Dette har den effekt at fluidet i det første fluidkammer yter relativt liten motstand ved bevegelse av det første stemplet slik at mest mulig av kraften fra drivfluidet overføres til aktiveringsfluidet som befinner seg i det andre fluidkammer. Ved en slik utførelse vil det første fluidkammer oppvise en vandringsvei for det første stempel. It is an advantage if the first fluid is more compressible than the activation fluid. This has the effect that the fluid in the first fluid chamber offers relatively little resistance to movement of the first piston so that as much as possible of the force from the drive fluid is transferred to the activation fluid located in the second fluid chamber. In such an embodiment, the first fluid chamber will have a travel path for the first piston.

Det første fluid er fortrinnsvis en gass og aktiveringsfluidet er fortrinnsvis en væske. The first fluid is preferably a gas and the activation fluid is preferably a liquid.

Det første fluidkammer kan for eksempel romme luft med atmosfærisk trykk. The first fluid chamber can, for example, contain air at atmospheric pressure.

Det andre fluidkammer kan for eksempel romme olje. The second fluid chamber can, for example, contain oil.

Fluidtrykket i det andre fluidkammer er initielt typisk i størrelsesorden 1-500 bar, helst 1-250 bar. Høyere fluidtrykk i det andre fluidkammer vil i enkelte tilfeller også kunne være nødvendig. The fluid pressure in the second fluid chamber is initially typically in the order of 1-500 bar, preferably 1-250 bar. Higher fluid pressure in the second fluid chamber may also be necessary in some cases.

Arealet til det første stempels stempelflate som er eksponert overfor drivfluidet, er fortrinnvis større enn arealet til det første stempels undre stempelflate som er eksponert mot det første fluidkammer. Dette har den effekt at det trykk som overføres til fluidet i det første fluidkammer blir relativt større enn trykket til drivfluidet fordi trykket er omvendt proporsjonalt med arealet til stempelflaten. The area of the first piston's piston surface which is exposed to the drive fluid is preferably greater than the area of the first piston's lower piston surface which is exposed to the first fluid chamber. This has the effect that the pressure transmitted to the fluid in the first fluid chamber becomes relatively greater than the pressure of the drive fluid because the pressure is inversely proportional to the area of the piston surface.

Av samme årsak er det en fordel om arealet til det første stempels stempelflate som er eksponert mot drivfluidet, er større enn arealet til det parti av det andre stempel For the same reason, it is an advantage if the area of the first piston's piston surface that is exposed to the driving fluid is greater than the area of the part of the second piston

som er eksponert mot det andre fluidkammer som rommer aktiveringsfluidet. which is exposed to the second fluid chamber which houses the activation fluid.

Det skal forstås at i det tilfellet stempelarrangementet omfatter flere enn to stempler, vil hvert stempel være eksponert overfor korresponderende fluidkammer som forklart ovenfor. For å kunne oppnå trykkøkning fra ett stempel og til et annet, etterfølgende stempel, må stempelarealet til det ene stemplet være større enn stempelarealet til det etterfølgende stemplet som forklart over. It should be understood that in the event that the piston arrangement comprises more than two pistons, each piston will be exposed to the corresponding fluid chamber as explained above. In order to achieve a pressure increase from one piston to another, subsequent piston, the piston area of one piston must be greater than the piston area of the subsequent piston as explained above.

I en foretrukket utførelse utgjøres plugglegemet av et hult legeme framstilt av et sprøtt materiale. Et sprøtt materiale lar seg letter desintegrer i to eller flere biter enn et seigt materiale. In a preferred embodiment, the plug body consists of a hollow body produced from a brittle material. A brittle material disintegrates more easily into two or more pieces than a tough material.

I én utførelse er det hule legemet fylt med aktiveringsfluidet. Når trykket i aktiveringsfluidet økes, vil plugglegemets innvendige trykk øke inntil plugglegemet desintegreres. In one embodiment, the hollow body is filled with the activation fluid. When the pressure in the activation fluid is increased, the internal pressure of the plug body will increase until the plug body disintegrates.

Det er en fordel om i det minste partier av det fluidfylte plugglegemet er forsynt med en i brønnrørets lengderetning konveks, ytre overflate. Plugglegemet vil ved en slik utforming bedre kunne motstå utvendige krefter enn innvendige krefter. It is an advantage if at least parts of the fluid-filled plug body are provided with an outer surface that is convex in the longitudinal direction of the well pipe. With such a design, the plug body will be better able to resist external forces than internal forces.

Ovennevnte kombinasjon av et gassfylt første fluidkammer, et væskefylt andre fluidkammer og forskjellene mellom arealet av stemplene gir en svært god virkning med hensyn til å desintegrere plugglegemet. The above combination of a gas-filled first fluid chamber, a liquid-filled second fluid chamber and the differences between the areas of the pistons gives a very good effect with respect to disintegrating the plug body.

I en alternativ utførelse kan aktiveringsfluidet øve et så stort utvendig trykk på plugglegemet at dette desintegreres enten av fluidet i seg selv eller ved at et legeme ved hjelp av aktiveringsfluidet skyves mot plugglegemet slik at dette desintegreres. Forsøk har vist at best desintegreringseffekt oppnås ved å la nevnte legeme skyves med stor hastighet eller støtes mot plugglegemet. In an alternative embodiment, the activation fluid can exert such great external pressure on the plug body that it is disintegrated either by the fluid itself or by a body being pushed against the plug body with the help of the activation fluid so that it disintegrates. Experiments have shown that the best disintegration effect is achieved by allowing said body to be pushed at high speed or bumped against the plug body.

Det sprøe materialet er fortrinnsvis ett av eller en kombinasjon av et keramisk materiale eller et glassmateriale som begge vil kunne knuse i to eller flere biter, eller et komposittmateriale av den art som vil kunne knuse i to eller flere biter. For eksempel, men ikke begrenset til, kan komposittmaterialet utgjøres av et materiale fremstilt av karbon, av plast eller av bakelitt. The brittle material is preferably one of or a combination of a ceramic material or a glass material which will both be able to break into two or more pieces, or a composite material of the kind which will be able to break into two or more pieces. For example, but not limited to, the composite material can be made of a material made of carbon, of plastic or of bakelite.

Plugganordningen kan være forsynt med et bristeelement som er innrettet til å fastholde stempelarrangementet mot bevegelse inntil drivfluidet overstiger et forhåndsbestemt trykk hvorved bristeelementet brister. Bristeelementet kan for eksempel, men ikke begrenset til, være en skjærring eller en hylse som er forsynt med et på forhånd svekket parti som utgjør en såkalt bruddanvisning, eller bristeelementet kan utgjøres av såkalte skjærpinner som kan fastholde stempelarrangementet mot bevegelse. Et eksempel på en bruddanvisning i en skjærring er indikert med stiplede linjer i figur 1. Formålet med et bristeelement er å kunne øke trykket mot stempelarrangementet mens dette holdes tilbake samtidig som trykket øker inntil bristeelementet brister og stempelarrangementet settes i hurtig, nedadgående bevegelse. En slik hurtig bevegelse vil bevirke et betydelig trykkstøt av aktiveringsfluidet mot plugglegemet. The plug arrangement can be provided with a bursting element which is designed to hold the piston arrangement against movement until the drive fluid exceeds a predetermined pressure whereby the bursting element bursts. The rupture element can, for example, but not be limited to, be a shear ring or a sleeve which is provided with a pre-weakened part which constitutes a so-called rupture indication, or the rupture element can be constituted by so-called shear pins which can hold the piston arrangement against movement. An example of a rupture indication in a shear ring is indicated by dashed lines in Figure 1. The purpose of a rupture element is to be able to increase the pressure against the piston arrangement while this is held back at the same time as the pressure increases until the rupture element ruptures and the piston arrangement is set in rapid, downward movement. Such rapid movement will cause a significant pressure shock of the activation fluid against the plug body.

Det beskrives også en framgangsmåte ved fjerning av et plugglegeme som er anbrakt i en plugganordning og som er anordnet avtettende i et fluidløp i et rør, hvor framgangsmåten innbefatter trinnene: å forsyne plugganordningen med et bristeelement som innledningsvis er innrettet til å fastholde et stempelarrangement mot bevegelse; - å utsette stempelarrangementet for en trykkøkning ved å trykksette et drivfluid som befinner seg på en i forhold til en fluidstrøm som plugglegemet tetter mot, nedstrøms side; - å la trykkøkningen fortsette inntil bristeelementet brister og stempelarrangementet beveges fra en første posisjon og til en andre posisjon for derigjennom å frembringe en økning av fluidtrykket til et aktiveringsfluid som står i fluidforbindelse med et parti av plugglegemet; og - å la drivfluidtrykket fortsette å øke inntil plugglegemet desintegrerer, og deretter avslutte trykksettingen nedstrøms plugganordningen. There is also described a method for removing a plug body which is placed in a plug device and which is arranged sealingly in a fluid flow in a pipe, where the method includes the steps: providing the plug device with a rupture element which is initially arranged to retain a piston arrangement against movement ; - subjecting the piston arrangement to a pressure increase by pressurizing a drive fluid located on a downstream side in relation to a fluid flow that the plug body seals against; - allowing the increase in pressure to continue until the rupture element ruptures and the piston arrangement is moved from a first position to a second position in order thereby to produce an increase in the fluid pressure of an activation fluid which is in fluid communication with a part of the plug body; and - allowing the drive fluid pressure to continue to increase until the plug body disintegrates, and then terminating pressurization downstream of the plug device.

Framgangsmåten kan videre omfatte å produsere det desintegrerte plugglegemet ut av brønnen. The method can further comprise producing the disintegrated plug body out of the well.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et oppriss i snitt av en plugganordning ifølge den foreliggende oppfinnelse før et tilført drivtrykk har delt et bristeelement i form av en skjærring som fastholder et stempelarrangement til plugganordningen; In what follows, an example of a preferred embodiment is described which is visualized in the accompanying drawings, where: Fig. 1 shows a cross-sectional view of a plug device according to the present invention before an applied drive pressure has divided a rupture element in the form of a shear ring which retains a piston arrangement for the plug device;

og and

Fig. 2 viser plugganordningen i fig. 1 etter at drivtrykket har delt skjærringen slik at stempelarrangementet er forskjøvet nedover i plugganordningen og dermed har frembrakt et aktiveringstrykk som har desintegrert et plugglegeme i plugganordningen. Fig. 2 shows the plug device in fig. 1 after the drive pressure has split the shear ring so that the piston arrangement has been displaced downwards in the plug arrangement and thus has produced an activation pressure which has disintegrated a plug body in the plug arrangement.

På figurene angir henvisningstallet 1 en plugganordning i henhold til den foreliggende oppfinnelse hvor plugganordningen 1 i sin lengderetning er avgrenset av et øvre overgangsstykke 3 og et nedre overgangsstykke 5. Hvert av overgangsstykkene 3, 5 er forbundet med et brønnrør 7 ved hjelp av gjengeforbindelser. Selv om det ikke er vist på figurene, vil en fagmann forstå at også det nedre overgangstykket i sitt nedre parti er forbundet med et brønnrør. In the figures, the reference number 1 indicates a plug device according to the present invention where the plug device 1 is delimited in its longitudinal direction by an upper transition piece 3 and a lower transition piece 5. Each of the transition pieces 3, 5 is connected to a well pipe 7 by means of threaded connections. Although it is not shown in the figures, a person skilled in the art will understand that also the lower transition piece in its lower part is connected to a well pipe.

Overgangsstykkene 3, 5 er forbundet til i og for seg kjente forbindelsesstykker (tre vist) generelt angitt med henvisningstallet 9, 9', 9", slik at plugganordningen 1 innbefatter et tog av sammenskrudde overgangsstykker 3, 5 og forbindelsesstykker 9, 9', 9" som er fagmessig tilpasset for å kunne anordnes på dedikerte steder i plugganordningen 1. The transition pieces 3, 5 are connected to per se known connecting pieces (three shown), generally indicated by the reference number 9, 9', 9", so that the plug device 1 includes a train of screwed together transition pieces 3, 5 and connecting pieces 9, 9', 9 " which is expertly adapted to be arranged in dedicated places in the plug arrangement 1.

Overgangsstykkene 3, 5 og forbindelsesstykkene 9, 9', 9" utgjør til sammen plugganordningens 1 ytre hus eller kapsling. I den viste utførelse, som også er en foretrukket utførelse, har plugganordningen 1 en utvendig diameter som tilsvarer brønnrørets 7 utvendige diameter oppstrøms og nedstrøms plugganordningen 1. The transition pieces 3, 5 and the connecting pieces 9, 9', 9" together form the outer housing or enclosure of the plug device 1. In the embodiment shown, which is also a preferred embodiment, the plug device 1 has an outside diameter that corresponds to the outside diameter of the well pipe 7 upstream and downstream plug device 1.

Et produksjonsløp 11 som strekker seg gjennom plugganordningen 1 koaksialt med plugganordningens 1 senterakse, er anbrakt i fluidkommunikasjon med brønnrørets produksjonsløp 11' som befinner seg oppstrøms og nedstrøms (ikke vist) plugganordningen 1. A production run 11 which extends through the plug arrangement 1 coaxially with the center axis of the plug arrangement 1 is placed in fluid communication with the well pipe's production run 11' which is located upstream and downstream (not shown) of the plug arrangement 1.

Plugganordningen 1 omfatter videre et stempelarrangement 20 som innbefatter et første ringstempel 22 og et andre ringstempel 24. Det første ringstemplet 22 er forbundet med det andre ringstemplet 24 ved hjelp av en første stempelstang 26 som rager ut fra det første ringstemplet 22 og som er gjengeforbundet med et leppeparti 28 til det andre ringstemplet 24. Det skal forstås at stempelarrangementet 20 kan omfatte flere enn de viste to ringstempler 22, 24, hvor stemplene er anordnet i serie etter samme prinsipp som er forklart i dette dokument og vist i figurene. The plug arrangement 1 further comprises a piston arrangement 20 which includes a first ring piston 22 and a second ring piston 24. The first ring piston 22 is connected to the second ring piston 24 by means of a first piston rod 26 which projects from the first ring piston 22 and which is threaded with a lip part 28 to the second ring stamp 24. It should be understood that the stamp arrangement 20 may comprise more than the two ring stamps 22, 24 shown, where the stamps are arranged in series according to the same principle as explained in this document and shown in the figures.

På grunn av forbindelsen mellom ringstemplene 22, 24 vil en bevegelse av det første ringstemplet 22 bevirke en tilsvarende bevegelse av det andre ringstemplet 24. Due to the connection between the ring pistons 22, 24, a movement of the first ring piston 22 will cause a corresponding movement of the second ring piston 24.

Bevegelsen av det første ringstemplet 22 og det andre ringstemplet 24 er avgrenset av et første fluidkammer 30, henholdsvis et andre fluidkammer 32. Det første fluidkammer 30 vil i det etterfølgende også bli omtalt som ringrom 30. The movement of the first ring piston 22 and the second ring piston 24 is delimited by a first fluid chamber 30, respectively a second fluid chamber 32. The first fluid chamber 30 will in the following also be referred to as annulus 30.

Det andre fluidkammer 32 er ved hjelp av en fluidledning 34 i fluidkommunikasjon med det indre av et plugglegeme 36. The second fluid chamber 32 is in fluid communication with the interior of a plug body 36 by means of a fluid line 34.

I figur 1 er stempelarrangementet 22, 24, 26 fastholdt i en utgangsposisjon ved hjelp av et bristelegeme som i den viste utførelse er en skjærring 40. Skjærringen 40 er festet til det første ringstemplet 22 og låser dette, og dermed hele stempelarrangementet 22, 24, 26, til det øvre overgangsstykket 3. I utgangsposisjonen innehar ringrommet 30 og det andre fluidkammeret 32 et maksimalt volum med fluid og et tilhø-rende minimalt fluidtrykk. In Figure 1, the piston arrangement 22, 24, 26 is held in an initial position by means of a rupture body which in the shown embodiment is a shear ring 40. The shear ring 40 is attached to the first ring piston 22 and locks this, and thus the entire piston arrangement 22, 24, 26, to the upper transition piece 3. In the starting position, the annular space 30 and the second fluid chamber 32 have a maximum volume of fluid and a corresponding minimum fluid pressure.

Det skal forstås at fluidkamrene 30, 32 er sikret mot lekkasje ved hjelp av i og for seg kjente pakninger. Pakningene er vist på figurene, men ikke nærmere angitt med hen-visningstall. It should be understood that the fluid chambers 30, 32 are secured against leakage by means of seals known per se. The gaskets are shown in the figures, but not further specified with reference numbers.

Når et fluid som befinner seg for eksempel i brønnrøret 7 over plugganordningens 1 plugglegeme 36 på i og for seg kjent vis utsettes for en trykkøkning, vil det økte trykket innledningsvis opptas av skjærringen 40 som fastholder stempelarrangementet 20 mot bevegelse. Dette skjer ved at fluidet som trykksettes vil strømme ut gjennom åpninger 42 i skjærringens 40 mantel og utøve en trykkraft på en stempelflate 22' til det første ringstempel 22. When a fluid located, for example, in the well pipe 7 above the plug body 36 of the plug arrangement 1 is exposed to a pressure increase in a manner known per se, the increased pressure will initially be absorbed by the shear ring 40 which holds the piston arrangement 20 against movement. This happens because the pressurized fluid will flow out through openings 42 in the casing of the shear ring 40 and exert a compressive force on a piston surface 22' of the first ring piston 22.

Nevnte fluid blir i det etterfølgende også kalt drivfluid. In the following, said fluid is also called drive fluid.

Etter hvert som fluidtrykket øker, vil det til slutt utøve en trykkraft mot stempelflaten 22', og dermed mot skjærringen 40, som overstiger skjærringens 40 bruddstyrke. På det tidspunkt dette inntreffer, vil skjærringen 40 deles i to og stempelarrangementet 20 vil settes i nedoverrettet bevegelse. As the fluid pressure increases, it will eventually exert a compressive force against the piston surface 22', and thus against the cutting ring 40, which exceeds the breaking strength of the cutting ring 40. At the time this occurs, the shear ring 40 will be split in two and the piston arrangement 20 will be set in downward motion.

Det første fluidkammer eller ringrommet 30 inneholder et kompressibelt fluid. Forsøk har vist at ringrommet 30 med fordel kan inneholde luft med atmosfærisk trykk. Det skal imidlertid forstås at det første fluidkammer 30 alternativt kan fylles med andre gasser og med et annet trykk en atmosfærisk trykk, også trykk som er mindre enn atmosfærisk trykk slik at ringrommet 30 er i undertrykk. En av fordelene med å bruke luft med atmosfærisk trykk er at det forenkler fremstillingsprosessen av plugganordningen samtidig som den blir sikrere. The first fluid chamber or annulus 30 contains a compressible fluid. Experiments have shown that the annular space 30 can advantageously contain air at atmospheric pressure. However, it should be understood that the first fluid chamber 30 can alternatively be filled with other gases and with another pressure, atmospheric pressure, also pressure which is less than atmospheric pressure so that the annulus 30 is under negative pressure. One of the advantages of using air at atmospheric pressure is that it simplifies the manufacturing process of the plug assembly while making it safer.

Lufta i ringrommet 30 yter relativt liten motstand mot den kraft som overføres via en indre stempelflate 30' ved bevegelse av det første ringstemplet 22, idet lufta relativt lett vil kunne komprimeres av drivfluidet som virker mot stempelflaten 22'. The air in the annular space 30 offers relatively little resistance to the force transmitted via an inner piston surface 30' when the first ring piston 22 moves, as the air will relatively easily be compressed by the drive fluid acting against the piston surface 22'.

I én utførelse (ikke vist) er det øvre overgangsstykket 3 forsynt med én eller flere bo-ringer som strekker seg mellom det første fluidkammer 30 og til overgangsstykkets 3 utside. Formålet med boringen(e) er å kunne evakuere fluidet i det første fluidkamme ret 30 når dette komprimeres som følge av det første ringstemplets 32 nedoverrettede bevegelse. In one embodiment (not shown), the upper transition piece 3 is provided with one or more bore rings that extend between the first fluid chamber 30 and to the transition piece 3's outside. The purpose of the bore(s) is to be able to evacuate the fluid in the first fluid chamber 30 when this is compressed as a result of the downward movement of the first ring piston 32.

Bevegelsen til det første ringstemplet 22 vil overføres via stempelstangen 26 til det andre ringstemplet 24 og den nedoverrettede bevegelsen av ringstemplene 22, 24 vil fortsette så lenge resultantkraften fra drivfluidet sammen med bevegelsesenergien fra stempelarrangementet 20 og den avbrutte skjærringen 40 overstiger motkreftene fra fluidene som befinner seg i det første fluidkammer 30 og det andre fluidkammer 32. The movement of the first ring piston 22 will be transferred via the piston rod 26 to the second ring piston 24 and the downward movement of the ring pistons 22, 24 will continue as long as the resultant force from the drive fluid together with the movement energy from the piston arrangement 20 and the interrupted shear ring 40 exceeds the counter forces from the fluids located in the first fluid chamber 30 and the second fluid chamber 32.

Idet det andre ringstemplet 24 beveges nedover (i retning mot plugglegemet 36), vil et inkompressibelt fluid, som for eksempel olje, i det andre fluidkammer 32 presses ut av dette og strømme via fluidledningen 34 og inn i plugglegemet 36. Etter hvert som det inkompressible fluidet strømmer inn i plugglegemet 36, vil fluidtrykket i dette øke. Ved et forutbestemt trykk vil plugglegemet 36 desintegreres og åpne for fluidgjen-nomstrømning i produksjonløpet 11, 11'. As the second ring piston 24 is moved downwards (in the direction towards the plug body 36), an incompressible fluid, such as oil, in the second fluid chamber 32 will be pushed out of this and flow via the fluid line 34 and into the plug body 36. As the incompressible the fluid flows into the plug body 36, the fluid pressure in this will increase. At a predetermined pressure, the plug body 36 will disintegrate and open for fluid flow in the production run 11, 11'.

Etter at plugglegemet 36 er desintegrert, som vist i figur 2, er fluidet i det andre fluidkammer 32 drenert ut i produksjonsfluidet som strømmer i produksjonsløpet 11, 11'. After the plug body 36 has disintegrated, as shown in Figure 2, the fluid in the second fluid chamber 32 is drained into the production fluid which flows in the production run 11, 11'.

Drivfluidet som forårsaket at skjærringen 40 ble delt, vil inntil fluidstrømning i produk-sjonsløpet 11, 11' oppstår, fylle et volum eller kammer 33 i overkant av stempelarrangementet 20. The drive fluid which caused the shear ring 40 to split will, until fluid flow in the production run 11, 11' occurs, fill a volume or chamber 33 above the piston arrangement 20.

På grunn av at stempelarrangementet 20 har gjennomgått en nedoverrettet bevegelse, vil et ringrom 33' dannes i overkant av det andre stempel 24. Because the piston arrangement 20 has undergone a downward movement, an annular space 33' will be formed above the second piston 24.

For å kunne produsere det desintegrerte plugglegemet 36 ut av brønnen, er det en fordel om plugglegemet 36 desintegrerer i flere bruddstykker. Det er derfor en fordel om plugglegemet 36 er fremstilt av et sprøtt materiale som for eksempel, men ikke begrenset til, et i og for seg kjent keramisk materiale eller et glassmateriale. In order to be able to produce the disintegrated plug body 36 out of the well, it is an advantage if the plug body 36 disintegrates into several broken pieces. It is therefore an advantage if the plug body 36 is made of a brittle material such as, for example, but not limited to, a ceramic material known per se or a glass material.

For å kunne motstå trykket fra brønnfluidet i brønn røret 11 oppstrøms plugglegemet 36, oppviser plugglegemet 36 en konveks overflate mot nevnte brønnfluid. Tilsvarende vil en konkav utforming mot plugglegemets 36 innvendige fluid underlette desintegre-ring av plugglegemet 36 når det innvendige fluid utøver en spenning mot plugglegemets 36 innvendige mantelflate. In order to withstand the pressure from the well fluid in the well pipe 11 upstream of the plug body 36, the plug body 36 has a convex surface against said well fluid. Correspondingly, a concave design towards the plug body 36's internal fluid will facilitate disintegration of the plug body 36 when the internal fluid exerts a tension against the plug body's 36 internal mantle surface.

Ut fra beskrivelsen over, vil en fagmann forstå at skjærringen 40 må være innrettet til å deles ved en kraft som er mindre enn den kraft som plugglegemet 36 er innrettet til å kunne motstå slik at skjærringen 40 deles før plugglegemet 36 brister. Plugglegemet 36 i plugganordningen 1 ifølge oppfinnelsen vil således på en kontrollert og sikker måte kunne desintegreres uten bruk av eksplosiver eller objekter som føres inn i brønnen. Based on the description above, a person skilled in the art will understand that the cutting ring 40 must be designed to be split by a force which is less than the force that the plug body 36 is designed to be able to withstand so that the cutting ring 40 is split before the plug body 36 ruptures. The plug body 36 in the plug device 1 according to the invention will thus be able to be disintegrated in a controlled and safe manner without the use of explosives or objects introduced into the well.

Det skal imidlertid forstås at plugglegemet ifølge den foreliggende oppfinnelse også vil kunne desintegreres ved hjelp av i og for seg kjente midler som slippes eller føres inn i fluidløpet 11. Slike kjente midler kan for eksempel være en kule, en stang eller en såkalt "prong". However, it should be understood that the plug body according to the present invention will also be able to be disintegrated with the help of per se known means which are released or introduced into the fluid flow 11. Such known means can be, for example, a ball, a rod or a so-called "prong" .

Det desintegrerte plugglegemet kan deretter produseres ut av brønnen. The disintegrated plug body can then be produced from the well.

Claims

1. Plug device (1) for use when temporarily sealing a fluid channel (11, 11') in a pipe (7), where the plug device (1) includes a plug body (36) arranged sealingly in the fluid channel (11), and where the plug device ( 1) further comprises a piston arrangement (20) which is designed to be able to provide a pressure increase in an activation fluid which is led into the plug body (36) via at least one channel (34), where the piston arrangement (20) is integrated into the plug arrangement (1) in such a way that the piston arrangement (20) forms a part of the inner casing part of the fluid barrel (11), characterized in that the piston arrangement (20) includes a first piston (22) which, by means of a piston rod (26), is in connection with a second piston ( 24).

2. Plug device (1) according to claim 1, where the piston arrangement (20) is arranged between a driving fluid and the plug body (36), the driving fluid being arranged to be able to drive the piston arrangement (20) from a first position to a second position.

3. Plug device (1) according to claims 1 and 2, where the activation fluid is at a first pressure when the piston arrangement (20) is in the first position and at a second, higher pressure when the piston arrangement (20) is in the second position , and where the plug body (36) is arranged to disintegrate at a disintegration pressure equal to or less than the second pressure.

4. Plug device according to claim 1, where the first piston (22) is provided with an outer piston surface (22') which is exposed to the driving fluid, and an inner piston surface (30') which is exposed to a first fluid which is in a first chamber (30), and where the second piston (24) is exposed to the activation fluid located in a second fluid chamber (32).

5. Plug device according to claim 4, where the first fluid is more compressible than the activation fluid.

6. Plug device according to claim 5, where the first fluid is a gas and the activation fluid is a liquid.

7. Plug device according to claim 5 or 6, where the first fluid chamber (30) contains air at atmospheric pressure.

8. Plug device according to claim 5 or 6, where the fluid pressure in the second fluid chamber (32) is initially in the order of 1-500 bar, preferably 1-250 bar.

9. Plug device according to claim 4, where the area of the first piston's (22) piston surface (22') which is exposed to the driving fluid is greater than the area of the first piston's (22) lower piston surface (30') which is exposed to the first fluid chamber (30).

10. Plug device according to claim 4 or 9, where the area of the piston surface (22') of the first piston (22) which is exposed to the driving fluid is greater than the area of the part of the second piston (24) which is exposed to the second fluid chamber (32) which accommodates the activation fluid.

11. Plug device according to claim 1, where the plug body (36) consists of a hollow body produced from a brittle material.

12. Plug device according to claim 11, where the hollow plug body (36) is fluid-filled.

13. Plug device according to claim 11, where the brittle material is one of or a combination of a ceramic material, a glass material or a composite material.

14. Plug device according to claim 1, where at least parts of the plug body (36) are provided with a convex outer surface in the longitudinal direction of the fluid flow (11).

15. Plug device according to claim 2, where a rupture element (40) is designed to hold the piston arrangement (20) against movement until the drive fluid exceeds a predetermined pressure, the drive fluid which can set the piston arrangement in motion being the fluid in the fluid course (11) downstream of the plug body (36).