NO333271B1

NO333271B1 - Flow nozzle assembly and method of attaching the same to a tool

Info

Publication number: NO333271B1
Application number: NO20062596A
Authority: NO
Inventors: Jr John R Setterberg
Original assignee: Weatherford Lamb
Priority date: 2005-06-08
Filing date: 2006-06-06
Publication date: 2013-04-22
Also published as: GB0611228D0; GB2426989B; GB2426989A; NO20062596L; CA2549625A1; CA2549625C

Abstract

Den foreliggende oppfinnelse anordner generelt apparater og fremgangsmåter for en forbedret shuntdyse (50) som er del av en alternativ veirute (75) for at en velling skal omgå en hindring slik som en sandbro (20) ved gruspakking. I én utførelse har dysen (50) en herdet innsats (60) som kler en overflate i et hull (80) i shunten (55) , og innsatsen plasseres på en veggoverflate tilstøtende hullet (80) og innskrenker derved bevegelse av innsatsen (60) i forhold til shunten (55) for sveising av en ytre kappe (65) til shunten (55).The present invention generally provides apparatus and methods for an improved shunt nozzle (50) which is part of an alternate road route (75) for a ramp to circumvent an obstacle such as a sand bridge (20) in gravel packing. In one embodiment, the nozzle (50) has a hardened insert (60) which coats a surface of a hole (80) in the shunt (55), and the insert is placed on a wall surface adjacent to the hole (80), thereby restricting movement of the insert (60). relative to the shunt (55) for welding an outer sheath (65) to the shunt (55).

Description

STRØMNINGSDYSESAMMENSTILLING OG FREMGANGSMÅTE FOR Å FESTE SAMME TIL ET VERKTØY STREAM NOZZLE ASSEMBLY AND METHOD OF ATTACHING THE SAME TO A TOOL

Utførelser av den foreliggende oppfinnelse angår generelt en fremgangsmåte og et apparat for å kunne tilveiebringe en mer uniform gruspakking i et brønnhull. Mer spesielt angår oppfinnelsen en fremgangsmåte og et apparat for anordning av en forbedret dyse for et shuntrør. Embodiments of the present invention generally relate to a method and an apparatus to be able to provide a more uniform gravel packing in a wellbore. More particularly, the invention relates to a method and an apparatus for the arrangement of an improved nozzle for a shunt tube.

Hydrokarbonbrønner, spesielt de som har horisontale brønnhull, har typisk brønn-skjermseksjoner som innbefatter et perforert indre rør som omgis av et skjermparti. Formålet med skjermen er å blokkere strømning av uønskede materialer inn i brønn-hullet. Pa tross av brønnskjermen kommer fremdeles noen forurensninger og andre uønskede materialer, som sand, inn i produksjonsrøret. Forurensningene forefinnes naturlig og dannes også som en del av boreprosessen. Når produksjonsfluider innhen-tes, pumpes også forurensningene ut av brønnhullet og gjenvinnes ved brønnens overflate. Ved å holde kontroll med og redusere mengden av forurensninger som pumpes opp til overflaten, reduseres produksjonskostnadene og likeledes reduseres verdifull tid som er knyttet til drift av en hydrokarbonbrønn. Hydrocarbon wells, particularly those having horizontal wellbores, typically have well casing sections that include a perforated inner tube surrounded by a casing section. The purpose of the screen is to block the flow of unwanted materials into the well hole. Despite the well screen, some contaminants and other unwanted materials, such as sand, still enter the production pipe. The contaminants occur naturally and are also formed as part of the drilling process. When production fluids are obtained, the contaminants are also pumped out of the wellbore and recovered at the surface of the well. By controlling and reducing the amount of contaminants pumped to the surface, production costs are reduced and valuable time associated with operating a hydrocarbon well is also reduced.

En fremgangsmåte for å redusere innstrømning av uønskede forurensninger er ved bruk av gruspakking. Normalt omfatter gruspakking å plassere grus i et ringformet område mellom brønnskjermens skjermparti og brønnhullet. Ved en gruspakkeopera-sjon pumpes en velling av sand og grus ("velling") ned i brønnhullet hvor den omdiri-geres inn i det ringformede område ved hjelp av et tverrforbindelsesverktøy, et såkalt cross-over tool. Nar grusen fyller ringrommet pakkes den tett og virker som et ti I— leggsfiltreringslag sammen med brønnskjermen for å forhindre sammenrasing av brønnhullet og for å hindre forurensninger fra å komme inn i produksjonsfluidstrøm-men som pumpes til overflaten. Ideelt vil grusen være jevnt pakket rundt hele brønn-skjermens lengde og fylle ringrommet helt. Imidlertid kan vellingen under gruspakking bli mindre viskøs på grunn av fluidtap til de omgivende formasjoner eller inn i brønn-skjermen. Fluidtapet forårsaker at det dannes sandbroer. Sandbroer er en vegg som danner bro over ringrommet og avbryter strømmen av velling, og derved forhindrer at ringrommet fylles helt med grus. One method to reduce the inflow of unwanted pollutants is by using gravel packing. Normally, gravel packing involves placing gravel in an annular area between the screen portion of the well screen and the wellbore. In a gravel pack operation, a slurry of sand and gravel ("slurry") is pumped down the wellbore where it is redirected into the annular area with the help of a cross-over tool, a so-called cross-over tool. When the gravel fills the annulus, it is tightly packed and acts as a ten-layer filtration layer together with the well screen to prevent collapse of the wellbore and to prevent contaminants from entering the production fluid stream that is pumped to the surface. Ideally, the gravel will be evenly packed around the entire length of the well screen and fill the annulus completely. However, the slurry during gravel packing may become less viscous due to fluid loss to the surrounding formations or into the well screen. The fluid loss causes sand bridges to form. Sand bridges are a wall that forms a bridge over the annulus and interrupts the flow of slurry, thereby preventing the annulus from being completely filled with gravel.

Problemet med sandbroer er illustrert i figur 1 som er et sideriss, delvis i snitt, av et horisontalt brønnhull med en brønnskjerm deri. Brønnskjermen 30 er plassert i brønn-hullet 14 tilstøtende en omkransende hydrokarbonbærende formasjon. Et ringrom 16 er dannet mellom brønnskjermen 30 og brønnhullet 14. Figuren illustrerer grusens 13 vei når den pumpes ned som en velling gjennom produksjonsrøret 11 og inn i ringrommet 16 gjennom et tverrforbindelsesverktøy 33. The problem with sand bridges is illustrated in figure 1 which is a side view, partly in section, of a horizontal wellbore with a well screen in it. The well screen 30 is placed in the well hole 14 adjacent to a surrounding hydrocarbon-bearing formation. An annulus 16 is formed between the well screen 30 and the wellbore 14. The figure illustrates the path of the gravel 13 when it is pumped down as a slurry through the production pipe 11 and into the annulus 16 through a cross connection tool 33.

I figur 1 er det også vist en formasjon som omfatter et område 15 med material som har høy permeabilitet. Det høypermeable området 15 kan trekke væske fra vellingen og derved dehydrere vellingen. Når vellingen dehydreres i formasjonens permeable området 15, danner de gjenværende faste partikler en sandbro 20 og hindrer videre fylling av ringrommet 16 med grus. Som et resultat av sandbroen er det mer sannsynlig at partikler som kommer inn i brønnhullet fra formasjonen vil gå inn i produksjons-strengen og vandre til brønnens overflate. Partiklene kan også vandre med høy has-tighet og det er derfor sannsynlig at de skader og sliter på brønnskjermdelene. Figure 1 also shows a formation that includes an area 15 of material that has high permeability. The highly permeable area 15 can draw liquid from the gruel and thereby dehydrate the gruel. When the gruel is dehydrated in the permeable area 15 of the formation, the remaining solid particles form a sand bridge 20 and prevent further filling of the annulus 16 with gravel. As a result of the sand bridge, it is more likely that particles entering the wellbore from the formation will enter the production string and migrate to the surface of the well. The particles can also travel at high speed and it is therefore likely that they damage and wear out the well screen parts.

Som reaksjon på problemet med dannelse av sandbro er det blitt utviklet shuntrør som skaper en alternativ vei for grus rundt en sandbro. I henhold til denne vanlige løsning går vellingen, når den møter en sandbro, inn i et apparat og vandrer i et rør, og passerer derved forbi sandbroen for derved igjen å gå inn i ringrommet nedstrøms. In response to the problem of sand bridge formation, shunt pipes have been developed which create an alternative route for gravel around a sand bridge. According to this common solution, the slurry, when it encounters a sand bridge, enters a device and travels in a pipe, thereby passing the sand bridge and thereby re-entering the annulus downstream.

Fra publikasjonen NO20052738 er det kjent en shuntdyse som er en del av en alternativ bane hvor en slurry kan passere en hindring slik som en sandbro i løpet av gruspakking. I én utførelse har dysen et herdet innlegg som forer en overflate av et hull i shunten og er anbrakt på en veggoverflate nærmest hullet, for derved å kunne begrense bevegelse av innlegget i forhold til shunten i forbindelse ved sveising av en ytre kapsling til shunten. From publication NO20052738, a shunt nozzle is known which is part of an alternative path where a slurry can pass an obstacle such as a sand bridge during gravel packing. In one embodiment, the nozzle has a hardened insert which lines a surface of a hole in the shunt and is placed on a wall surface closest to the hole, thereby being able to limit movement of the insert relative to the shunt in connection with welding an outer casing to the shunt.

Fra publikasjonen WO 2004/018837 er det kjent en injeksjonsrørstreng i en brønn for injeksjon av et fluid i minst ett reservoar som gjennomløpes av strengen, hvor i det minste deler av injeksjonsstrengen overfor det minst ene reservoar er innrettet med én eller flere utstrømningsposisjoner/-soner. Minst én trykktapfremmende strømnings-styreanordning er tilordnet hver utstrømningsposisjon/-sone. I bruksstilling styrer strømningsstyreanordningen(e) injeksjonsfluidets utstrømningsrate til en reservoarbergart overfor nevnte posisjon/-sone. From the publication WO 2004/018837, an injection pipe string in a well is known for injecting a fluid into at least one reservoir which is traversed by the string, where at least parts of the injection string opposite the at least one reservoir are arranged with one or more outflow positions/zones . At least one pressure drop promoting flow control device is assigned to each outflow position/zone. In the use position, the flow control device(s) controls the outflow rate of the injection fluid to a reservoir rock opposite said position/zone.

Fra publikasjonen US 3198256 er det kjent et brønnapparat innrettet til å kunne fange opp såkalt cuttings og annet uønsket materiale fra en brønn. From the publication US 3198256, a well apparatus designed to be able to capture so-called cuttings and other unwanted material from a well is known.

Figur 2 er et snittriss av en dysesammenstilling 50 ifølge kjent teknikk som er anbrakt på et shuntrør 55. Byggingen av et utløpspunkt fra shuntrøret 55 medfører boring av et hull 80 i rørets side, typisk med et vinklet aspekt, i tilnærmet innretting med vel-lingens strømningsvei 75 for å underlette strømlinjet strømning. Dysen 50, som har en rørformet ytre kappe 65, og et rørformet karbidinnlegg 60, holdes innrettet med det borede hull 80, og den ytre kappe er festet til røret med en sveis 70, noe som holder Figure 2 is a sectional view of a nozzle assembly 50 according to known technology which is placed on a shunt pipe 55. The construction of an outlet point from the shunt pipe 55 involves drilling a hole 80 in the side of the pipe, typically with an angled aspect, in approximate alignment with the well flow path 75 to facilitate streamlined flow. The die 50, which has a tubular outer jacket 65, and a tubular carbide insert 60, is held in alignment with the drilled hole 80, and the outer jacket is attached to the tube by a weld 70, which holds

karbidinnsatsen 60 fast mot røret 55 og innrettet med hullet 80. Dysesammenstillingen 50 har også et vinklet aspekt og peker nedover og utover, vekk fra røret 55. Sandvelling som kommer ut av røret 55 gjennom dysen 50, rutes gjennom karbidinnsatsen 60 som er motstandsdyktig mot den sterkt slipende velling. the carbide insert 60 firmly against the tube 55 and aligned with the hole 80. The nozzle assembly 50 also has an angled aspect and points downward and outward away from the tube 55. Sand slurry exiting the tube 55 through the nozzle 50 is routed through the carbide insert 60 which resists the highly abrasive gruel.

Både byggefremgangsmåten for dysen 50 og selve dysen lider av vesentlige ulemper. Å holde dysesammenstillingen 50 korrekt innrettet under sveising er besværlig. Et stangstykke (ikke vist) må settes inn gjennom dysesammenstillingen 50, inn i det borede hull 80, for å bibeholde innretting. Dette krever tid og en viss grad av dyktighet og erfaring. Under sveising kan dysesammenstillingen 50 forskyve seg ut av nøyaktig innretting med det borede hull i røret, enten på grunn av sideveis eller rotasjonsmes-sig bevegelse. Nøyaktig innretting mellom dysen 50 og det borede hull 80 er ikke sikret etter sveising. Fordi karbidinnsatsen 60 i virkeligheten sitter på overflaten av røret 55, er hullet 80 i rørveggen en del av utstrømningsveien 75. Slipende velling som passerer gjennom hullet kan skjære gjennom det forholdsvis myke materialet i røret 55 og omgå karbidinnsatsen 60 fullstendig, noe som forårsaker rørhavari. Both the construction method for the nozzle 50 and the nozzle itself suffer from significant disadvantages. Keeping the nozzle assembly 50 correctly aligned during welding is difficult. A rod piece (not shown) must be inserted through the nozzle assembly 50, into the drilled hole 80, to maintain alignment. This requires time and a certain degree of skill and experience. During welding, the nozzle assembly 50 may shift out of precise alignment with the drilled hole in the pipe, either due to lateral or rotational movement. Exact alignment between the nozzle 50 and the drilled hole 80 is not ensured after welding. Because the carbide insert 60 actually sits on the surface of the pipe 55, the hole 80 in the pipe wall is part of the outflow path 75. Abrasive slurry passing through the hole can cut through the relatively soft material of the pipe 55 and completely bypass the carbide insert 60, causing pipe failure.

Derfor er det et behov for en forbedret dysesammenstilling for et shuntrør og en fremgangsmåte for festing av dysen til shuntrøret. Therefore, there is a need for an improved nozzle assembly for a shunt tube and a method of attaching the nozzle to the shunt tube.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer generelt apparater og fremgangsmåter for en forbedret shuntdyse som er del av en alternativ vei for en velling til å omgå en hindring som for eksempel en sandbro under gruspakking. The present invention generally provides apparatus and methods for an improved shunt nozzle which is part of an alternative route for a slurry to bypass an obstacle such as a sand bridge during gravel packing.

I ett aspekt ved oppfinnelsen er det anordnet en dysesammenstilling for bruk i et verktøy som har et hull gjennom verktøyets vegg, hvor den innbefatter en innsats som omfatter: et leppeparti som er utformet for minst delvis å kle hullet; In one aspect of the invention, there is provided a nozzle assembly for use in a tool having a hole through the wall of the tool, wherein it includes an insert comprising: a lip portion configured to at least partially line the hole;

et første parti som har en skulder som er utformet for å ligge an mot en utvendig overflate av veggen tilstøtende hullet og derved innskrenke innsatsens bevegelse i a first portion having a shoulder designed to bear against an outer surface of the wall adjacent the hole and thereby restrict the movement of the insert in

forhold til hullet; relation to the hole;

et andre parti som strekker seg fra det første parti og som har en ytre diameter som er redusert i forhold til det første parti; og a second portion extending from the first portion and having an outer diameter reduced relative to the first portion; and

en kappe som har en gjennomgående utboring og et forsenket parti for å kunne motta innsatsens første parti. a casing which has a through bore and a recessed part to be able to receive the first part of the insert.

Innsatsen innbefatter således et første parti; og et skulderparti mellom det første parti og et leppeparti hvor skulderpartiet er utformet for å passe til veggens overflate tilstø-tende hullet. Leppepartiet kan videre være utformet for i det minste delvis å kle hullet og innbefatte et avsmalnende parti som er utformet for å danne en presspasning med overflaten til veggen som avgrenser hullet. Dysen kan være fremstilt av et forholdsvis hardt material, som for eksempel et karbid material. Innsatsen kan ha en utboring gjennom seg og kan være utformet slik at utboringens senter vil i det alt vesentlige være innrettet med hullets senter når innsatsen er plassert i verktøyveggen. The effort thus includes a first lot; and a shoulder part between the first part and a lip part where the shoulder part is designed to fit the surface of the wall adjacent to the hole. The lip portion may further be designed to at least partially cover the hole and include a tapered portion that is designed to form a press fit with the surface of the wall delimiting the hole. The nozzle can be made of a relatively hard material, such as a carbide material. The insert can have a bore through it and can be designed so that the center of the bore will essentially be aligned with the center of the hole when the insert is placed in the tool wall.

Innsatsen kan ha en utboring gjennom seg hvor innsatsen er utformet for å passe med verktøyet slik at et senter av boringen holdes i det alt vesentlige innrettet med et senter i hullet, og hvor innsatsens første parti omfatter en skulder for å passe sammen med en tilsvarende skulder avgrenset innenfor en indre diameter til kappen, idet det første partiet strekker seg forbi skuldrene i verktøyets retning. The insert may have a bore therethrough wherein the insert is designed to mate with the tool such that a center of the bore is kept substantially aligned with a center of the hole, and wherein the first portion of the insert includes a shoulder to mate with a corresponding shoulder bounded within an inner diameter of the sheath, the first portion extending past the shoulders in the direction of the tool.

I et annet aspekt er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for å feste en dysesammenstilling til et verktøy, hvor fremgangsmåten innbefatter: innsetting av en innsats i et hull i en vegg av verktøyet inntil en skulder av innsatsen ligger an mot en utvendig veggoverflate tilstøtende hullet for derved å kle i det minste et parti av hullet med innsatsen og å innskrenke innsatsens bevegelse i forhold til verktøyet; og å anbringe en kappe over innsatsen og plassere kappen på veggens utvendige overflate tilstøtende hullet, idet kappen omfatter et forsenket parti for å kunne motta innsatsens første parti, og hvor innsatsen omfatter et andre parti som strekker seg fra det første parti og som har en ytre diameter som er redusert i forhold til det første parti. In another aspect, there is provided a method of attaching a nozzle assembly to a tool, the method comprising: inserting an insert into a hole in a wall of the tool until a shoulder of the insert abuts an exterior wall surface adjacent the hole to thereby lining at least a portion of the hole with the insert and restricting the movement of the insert relative to the tool; and placing a cover over the insert and placing the cover on the outer surface of the wall adjacent the hole, the cover comprising a recessed portion to receive the first portion of the insert, and wherein the insert includes a second portion extending from the first portion and having an outer diameter which is reduced in relation to the first part.

For at måten hvorpå de ovenfor anførte særtrekk ved den foreliggende oppfinnelse kan forstås bedre i detalj, kan en mer spesiell beskrivelse av oppfinnelsen, som er gitt i et kort sammendrag ovenfor, fåes ved henvisning til utførelser hvorav noen er vist i de vedlagte tegninger. Det bør imidlertid bemerkes at de vedlagte tegninger bare viser typiske utførelser av denne oppfinnelse og må derfor ikke betraktes som å begrense dens omfang, for oppfinnelsen kan gi rom for andre like effektive utførelser. In order that the manner in which the above-mentioned distinctive features of the present invention can be better understood in detail, a more specific description of the invention, which is given in a brief summary above, can be obtained by reference to embodiments, some of which are shown in the attached drawings. It should be noted, however, that the attached drawings only show typical embodiments of this invention and must therefore not be considered as limiting its scope, for the invention may leave room for other equally effective embodiments.

r r

Fig. 1 er et sideriss, delvis i snitt, av et horisontalt borehull med en brønnskjerm Fig. 1 is a side view, partly in section, of a horizontal borehole with a well screen

deri. therein.

Fig. 2 er et snittriss av en dyseutforming ifølge kjent teknikk. Fig. 2 is a sectional view of a nozzle design according to known technique.

Fig. 3 er et riss sett ovenfra av et gruspakkeapparat, i henhold til én utførelse av den foreliggende oppfinnelse, plassert inne i et brønnhull. Figur 3A er et snittriss langs linjen 3A-3A i figur 3 av gruspakkeapparatet plassert inne i et brønnhull tilstøtende et høypermeabelt formasjonsområde. Figur 3B er et skjematisk riss av en av shuntene som viser plassering av dyser langs shunten. Fig. 4 er et snittriss av en dysesammenstilling, i henhold til én utførelse av den foreliggende oppfinnelse, innrettet i én av shuntene. Figur 4A er en for-størrelse av et parti i figur 4 som er vist ved hjelp av den prikkede oval merket 4A. Fig.5 er et snittriss av en dysesammenstilling, i henhold til en annen utførelse Fig. 3 is a top view of a gravel packing apparatus, according to one embodiment of the present invention, placed inside a wellbore. Figure 3A is a sectional view along the line 3A-3A in Figure 3 of the gravel packer placed inside a wellbore adjacent to a highly permeable formation area. Figure 3B is a schematic diagram of one of the shunts showing the placement of nozzles along the shunt. Fig. 4 is a sectional view of a nozzle assembly, according to one embodiment of the present invention, arranged in one of the shunts. Figure 4A is an enlarged view of a portion of Figure 4 shown by the dotted oval labeled 4A. Fig.5 is a sectional view of a nozzle assembly, according to another embodiment

av den foreliggende oppfinnelse, innrettet på én av shuntene. of the present invention, arranged on one of the shunts.

Figur 3 er et riss sett ovenfra av et gruspakkeapparat 100, i henhold til én utførelse av den foreliggende oppfinnelse, plassert inne i brønnhull 14. Figur 3A er et snittriss langs linjen 3A-3A i figur 3 av gruspakkeapparatet 100 plassert inne i brønnhull 14 Figure 3 is a view from above of a gravel packing apparatus 100, according to one embodiment of the present invention, placed inside wellbore 14. Figure 3A is a sectional view along the line 3A-3A in Figure 3 of the gravel packing apparatus 100 placed inside wellbore 14

tilstøtende det høypermeable formasjonsområdet 15. Selv om apparat 100 er vist i et horisontalt borehull, kan det benyttes i et hvilket som helst borehull. Apparat 100 kan ha et tverrforbindelsesstykke ("cross-over" sub) 33 (se figur 1) koplet til sin øvre ende og som i sin tur er avhengt fra overflaten på en rørstreng eller en arbeidsstreng (ikke vist). Apparat 100 kan være en kontinuerlig lengde eller det kan bestå ev seksjoner (for eksempel 6 meters seksjoner) som er koplet sammen ved hjelp av overgangs-stykker eller blindplugger (ikke vist). Fortrinnsvis er alle apparatets 100 komponenter laget av et lavkarbonstål eller et kromstål hvis ikke annet er spesifisert, men material-valget er imidlertid ikke vesentlig for oppfinnelsen. adjacent to the highly permeable formation zone 15. Although apparatus 100 is shown in a horizontal borehole, it can be used in any borehole. Apparatus 100 may have a cross-connecting piece ("cross-over" sub) 33 (see Figure 1) connected to its upper end and which in turn is suspended from the surface of a pipe string or a working string (not shown). Apparatus 100 can be a continuous length or it can consist of sections (for example 6 meter sections) which are connected together by means of transition pieces or blind plugs (not shown). Preferably, all the components of the device 100 are made of a low carbon steel or a chrome steel if not otherwise specified, but the choice of material is not essential for the invention.

Apparat 100 innbefatter en brønnskjermsammenstilling 105. Som vist innbefatter brønnskjermsammenstillingen 105 et basisrør 110 som har perforeringer 120 gjennom sin vegg. En trådvikling 125 er viklet rundt en utside av basisrøret 110 og viklingen er utformet for å tillate fluidstrømning gjennom seg mens den blokkerer for partikkel-gjennomstrømning. Alternativt kan brønnskjermsammenstilling 105 være en hvilken som helst konstruksjon som er i vanlig bruk innen industrien for gruspakkoperasjoner og som tillater fluidgjennomstrømning mens den blokkerer for partikkelgjennom-strømning (for eksempel kommersielt tilgjengelige skjermer, slissede eller perforerte foringer eller rør, skjermede rør, skjermer og/eller foringer som er fylt på forhånd, eller kombinasjoner av disse). Apparatus 100 includes a well screen assembly 105. As shown, the well screen assembly 105 includes a base tube 110 having perforations 120 through its wall. A wire coil 125 is wound around an outside of the base tube 110 and the coil is designed to allow fluid flow through while blocking particle flow. Alternatively, well screen assembly 105 may be any construction in common use in the gravel pack operations industry that allows fluid flow while blocking particle flow (eg, commercially available screens, slotted or perforated liners or tubing, shielded tubing, screens, and/or or pre-filled liners, or combinations thereof).

To shunter 145 er også anbrakt på utsiden av basisrøret 110. Antall og utformingen av shunter 145 er ikke av vesentlig betydning for oppfinnelsen. Shuntene 145 kan være Two shunts 145 are also placed on the outside of the base tube 110. The number and design of shunts 145 are not of significant importance to the invention. The shunts 145 can be

festet til basisrøret 110 ved hjelp av ringer (ikke vist). Ved en øvre ende (ikke vist) av apparatet 100 er hver shunt åpen mot ringrommet. Hver av shuntene 145 er rektang-ulære med en strømningsutboring gjennom seg, men formen på shuntene er imidlertid ikke av vesentlig betydning for oppfinnelsen. På en sidevegg i hver shunt er det anbrakt en dyse 150. attached to the base tube 110 by means of rings (not shown). At an upper end (not shown) of the apparatus 100, each shunt is open to the annulus. Each of the shunts 145 is rectangular with a flow bore through it, but the shape of the shunts is however not of significant importance to the invention. A nozzle 150 is placed on a side wall in each shunt.

Figur 3B er en skjematisk fremstilling av én av shuntene 145 som viser plasseringen av dyser 150 langs shunten 145. Som vist er en flerhet dyser 150 anbrakt aksielt langs hver shunt 145. Hver dyse 150 anordner fluidforbindelse mellom én av shuntene 145 og et ringrom 16 mellom brønnskjermen 105 og brønnhullet 14. Som vist er dy-sene 150 orientert slik at de peker mot en ende av brønnhullet 14 som er distalt fra overflaten (ikke vist) for å underlette strømlinjet strøm av vellingen 13. Figure 3B is a schematic representation of one of the shunts 145 showing the location of nozzles 150 along the shunt 145. As shown, a plurality of nozzles 150 are arranged axially along each shunt 145. Each nozzle 150 arranges fluid connection between one of the shunts 145 and an annulus 16 between the well screen 105 and the well hole 14. As shown, the nozzles 150 are oriented so that they point towards an end of the well hole 14 that is distal from the surface (not shown) to facilitate streamlined flow of the slurry 13.

På utsiden av basisrøret 110 er det anbrakt en flerhet sentraliseringsenheter 130 som kan være langsgående atskilt fra en lengde av basisrøret 110 som har perforeringene 120 og trådviklingen 125.1 tillegg kan en rørformet skjerm 135, som har perforeringer 140 gjennom sin vegg, beskytte shunter 145 og brønnskjerm 105 mot skader under innføring av apparatet 100 i brønnhullet. Perforeringene 140 er utformet for å tillate at velling 13 strømmer gjennom dem. On the outside of the base pipe 110, a plurality of centralization units 130 are placed which can be longitudinally separated from a length of the base pipe 110 which has the perforations 120 and the wire winding 125.1 in addition, a tubular screen 135, which has perforations 140 through its wall, can protect the shunt 145 and well screen 105 against damage during introduction of the device 100 into the wellbore. The perforations 140 are designed to allow slurry 13 to flow through them.

I drift fires apparat 100 inn i brønnhull 14 på en arbeidsstreng og plasseres tilstøtende en formasjon. En pakning 18 (se figur 1) settes på en måte som vil forstås av de som har kunnskap om faget. Grusvelling 13 pumpes deretter ned gjennom arbeidsstrengen og ut gjennom utløpsåpningene i tverrforbindelse 33 for å fylle ringrommet 16 mellom brønnskjermen 105 og brønnhullet 14. Siden shuntenes øvre ender er åpne, vil vellingen 13 strømme inn i begge shuntene og ringrommet 16. Når vellingen 13 mister væske til det høypermeable partiet 15 av formasjonen, deponeres og samles grusen som føres av vellingen 13 i ringrommet 16 slik at den danner gruspakkingen. Hvis væske mistes til et permeabelt lag 15 i formasjonen før ringrommet 16 er fylt, er det sannsynlig at sandbroen 20 dannes, noe som vil blokkere strømningen gjennom ringrommet 16 og forhindre videre fylling nedenfor sandbroen 20. Hvis dette skjer vil grusvelling fortsette å strømme gjennom shuntene 145, passere utenom sandbroen 20 og komme ut gjennom de forskjellige dyser 150 for å fylle ringrommet 16. Strømmen av velling 13 gjennom én av shuntene 145 er representert ved pil 102. In operation, apparatus 100 is driven into wellbore 14 on a working string and placed adjacent to a formation. A seal 18 (see figure 1) is placed in a way that will be understood by those who have knowledge of the subject. Gravel slurry 13 is then pumped down through the working string and out through the outlet openings in cross connection 33 to fill the annulus 16 between the well screen 105 and the wellbore 14. Since the upper ends of the shunts are open, the slurry 13 will flow into both shunts and the annulus 16. When the slurry 13 loses fluid to the highly permeable part 15 of the formation, the gravel carried by the slurry 13 is deposited and collected in the annulus 16 so that it forms the gravel pack. If fluid is lost to a permeable layer 15 in the formation before the annulus 16 is filled, the sand bridge 20 is likely to form, which will block flow through the annulus 16 and prevent further filling below the sand bridge 20. If this occurs, gravel slurry will continue to flow through the shunts 145, pass outside the sand bridge 20 and come out through the various nozzles 150 to fill the annulus 16. The flow of slurry 13 through one of the shunts 145 is represented by arrow 102.

Figur 4 er et snittriss av en dysesammenstillingen 150 i henhold til én utførelse av den foreliggende oppfinnelse, anbrakt på én av shuntene 145. Figur 4A er en forstørrelse av et parti av figur 4 som indikert ved den prikkede oval merket 4A. Dysesammenstillingen 150 innbefatter en innsats 160 med en strømningsutboring gjennom seg, hvor innsatsen 160 har en leppe 160a som strekker seg inn i et utboret hull 170 i en vegg i shunten og kler derved en overflate 145a i shuntveggen som avgrenser hullet 170. Innsatsen er fortrinnsvis laget av et i forhold til shuntens 145 material, hardt material, for eksempel karbid. Som vist er leppens 160a lengde hovedsakelig det samme som shuntens 145 veggtykkelse. Leppen 160a kan imidlertid være vesentlig lenger eller kortere enn shuntens 145 veggtykkelse. Leppens 160a ytre overflate 160c oppviser Figure 4 is a sectional view of a nozzle assembly 150 according to one embodiment of the present invention, placed on one of the shunts 145. Figure 4A is an enlargement of a portion of Figure 4 as indicated by the dotted oval marked 4A. The nozzle assembly 150 includes an insert 160 with a flow bore through it, the insert 160 having a lip 160a that extends into a drilled hole 170 in a wall of the shunt and thereby wears a surface 145a in the shunt wall that defines the hole 170. The insert is preferably made of a, in relation to the shunt's 145 material, hard material, for example carbide. As shown, the length of the lip 160a is substantially the same as the wall thickness of the shunt 145. However, the lip 160a can be significantly longer or shorter than the wall thickness of the shunt 145. The outer surface 160c of the lip 160a exhibits

fortrinnsvis en svakt avsmalnende form for å passe til shuntveggens overflate 145a og anordner derved en svak presspasning, men den avsmalnende form er ikke av vesentlig betydning for oppfinnelsen. Innsatsen 160 har også en skulder 160b som passer til en overflate 145b i shuntveggen tilstøtende hullet 170 og anordner derved et fast stopp som begrenser dybden hvortil leppen 160a kan penetrere shunten 145. En ytre kappe 155 som har en strømningsboring gjennom seg og en utsparing utformet for å motta et parti av innsatsen 160 kan deretter lettvint smettes på og festes til shunten 145 med en sveis 165. Den ytre kappe 155 og innsatsen 160 er fortrinnsvis rørforme-de deler, men deres form er imidlertid ikke av vesentlig betydning for oppfinnelsen. Hullet 170 er fortrinnsvis ikke vinkelrett på shuntens overflate 145b tilstøtende hullet, men hullet kan være vinkelrett på shuntens overflate tilstøtende hullet. preferably a slightly tapered shape to fit the shunt wall surface 145a and thereby provide a slight press fit, but the tapered shape is not of significant importance for the invention. The insert 160 also has a shoulder 160b which fits a surface 145b in the shunt wall adjacent the hole 170 and thereby provides a fixed stop which limits the depth to which the lip 160a can penetrate the shunt 145. An outer jacket 155 which has a flow bore through it and a recess designed for receiving a portion of the insert 160 can then be easily smeared on and attached to the shunt 145 with a weld 165. The outer sheath 155 and the insert 160 are preferably tubular parts, but their shape is not, however, of significant importance to the invention. The hole 170 is preferably not perpendicular to the shunt surface 145b adjacent the hole, but the hole may be perpendicular to the shunt surface adjacent the hole.

Sammenstilling av dysesammenstilling 150 skjer som følger. Innsatsen 160 føres inn i hullet 170 til det harde innleggs 160 ytre avsmalnende overflate 160c danner en presspasning med shuntoverflaten 145b som avgrenser hullet 170 og skulderen passer til shuntoverf laten 145b tilstøtende hullet 170, slik at leppen 160a kler eller forer overflaten 145a og innsatsen 160 er festet til shunten 145. Med andre ord så settes det avsmalnende partis minste ende først inn i hullet 170 og innsatsen 160 sentrerer seg selv inntil det gir en trang pasning mot siden av hullet 170 ved overflaten 145a. Denne berøring skjer tilnærmet i karbidinnleggsoverflatens 160c område. Den ytre kappe 155 kan innrettes over en på innsatsens 160 ytre overflate og sveises fast med minimal håndtering. Sammenstillingstid reduseres meget, og det samme gjelder kra-vet til sammenstillerens dyktighet. Så snart den er på plass, hindres dysesammenstillingen 150 i å flytte seg eller rotere i forhold til shunten 145. Innretting av innsatsens utboring og kappeutboringen med det utborede hull 170 i shunten er sikret. Sandvei-ling 13 som kommer ut av røret, representert ved piler 175, passerer gjennom det harde innleggs leppe 160a og ikke hullets 170 overflate 145a. Muligheten for at strømningen skjærer i hullets 170 overflate 145a er sterkt redusert. Assembly of nozzle assembly 150 occurs as follows. The insert 160 is inserted into the hole 170 until the outer tapered surface 160c of the hard insert 160 forms a press fit with the shunt surface 145b which defines the hole 170 and the shoulder fits the shunt surface 145b adjacent the hole 170, so that the lip 160a covers or lines the surface 145a and the insert 160 is attached to the shunt 145. In other words, the smallest end of the tapered part is first inserted into the hole 170 and the insert 160 centers itself until it provides a tight fit against the side of the hole 170 at the surface 145a. This contact occurs approximately in the 160c area of the carbide insert surface. The outer jacket 155 can be aligned over an outer surface of the insert 160 and welded with minimal handling. Compilation time is greatly reduced, and the same applies to the requirement for the compiler's skill. Once in place, the nozzle assembly 150 is prevented from moving or rotating relative to the shunt 145. Alignment of the insert bore and the jacket bore with the drilled hole 170 in the shunt is ensured. Sand pipe 13 coming out of the pipe, represented by arrows 175, passes through the hard insert lip 160a and not the hole 170 surface 145a. The possibility of the flow cutting into the surface 145a of the hole 170 is greatly reduced.

Figur 5 er et snittriss av en dysesammenstilling 250, i henhold til en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse, anbrakt på én av shuntene 145. Dysesammenstillingen 250 innbefatter en innsats 260 med en strømningsutboring gjennom seg. Innsatsen 260 er fortrinnsvis laget av et i forhold til shuntens 145 material, hardt material, for eksempel karbid. Figure 5 is a sectional view of a nozzle assembly 250, according to another embodiment of the present invention, placed on one of the shunts 145. The nozzle assembly 250 includes an insert 260 with a flow bore through it. The insert 260 is preferably made of a, in relation to the material of the shunt 145, hard material, for example carbide.

En nærstående leppe 260a på innsatsen 260 strekker seg inn i en åpning 270 i veggen på shunten 145 og kler derved en overflate 245a i shuntveggen som avgrenser åpningen 270. Den nærstående leppe 260a kan omfatte hvilke som helst av de særtrekk som er beskrevet ovenfor med hensyn på leppen 160a i dysesammenstillingen 150 som er vist i figur 4, slik at dysesammenstillingen 250 sammenstilles på samme måte hvor den nærstående leppe 260a tjener de samme formål. A proximal lip 260a on the insert 260 extends into an opening 270 in the wall of the shunt 145 and thereby engages a surface 245a in the shunt wall that delimits the opening 270. The proximal lip 260a may include any of the features described above with respect on the lip 160a in the nozzle assembly 150 shown in Figure 4, so that the nozzle assembly 250 is assembled in the same way where the adjacent lip 260a serves the same purposes.

En ytre kappe 255 i dysesammenstillingen 250 innbefatter en utboring gjennom seg som er utformet for å motta innsatsen 260. En utsparing 256 langs en indre diameter av den ytre kappe 255 nær åpningen 270 huser spesifikt en midtre lengde av innsatsens 260 ytre diameter. En fjern forlengelse 260d strekker seg fra en i forhold til den nære leppe 260a motsatte ende av innlegget 260, og den har en redusert ytre diameter i forhold til innsatsens 260 midtre lengde for å danne en utvendig skulder 261. Følgelig smetter den ytre kappe 256 lett over innsatsen 260 og festes til shunten 145 med en sveis 265. Ved fullført sveising passer en innvendig skulder 258 som avgrenser den ytre kappes 255 utsparing 256, med innsatsens 260 utvendige skulder 261 slik at utoverrettet bevegelse av innsatsen 260 i forhold til åpningen 270 hindres. An outer jacket 255 in the nozzle assembly 250 includes a bore through it that is designed to receive the insert 260. A recess 256 along an inner diameter of the outer jacket 255 near the opening 270 specifically houses a central length of the insert 260 outer diameter. A distal extension 260d extends from an end opposite the proximal lip 260a of the insert 260 and has a reduced outer diameter relative to the mid-length of the insert 260 to form an external shoulder 261. Consequently, the outer sheath 256 slips easily over the insert 260 and is attached to the shunt 145 with a weld 265. When welding is complete, an internal shoulder 258 which delimits the recess 256 of the outer cover 255 fits with the external shoulder 261 of the insert 260 so that outward movement of the insert 260 in relation to the opening 270 is prevented.

Innsatsen 260 og den ytre kappe 255 har fortrinnsvis sammenfallende avslutnings-ender på grunn av en tilstrekkelig lengde av innsatsens 260 fjerne forlengelse 260d. Med andre ord så kler innsatsen 260 som er konsentrisk anbrakt inne i den ytre kappe 255, hovedsakelig hele den ytre kappes 255 indre diameters lengde. Gjenger 259 på en ytre ende av den ytre kappe kan erstatte indre gjenger for å muliggjøre festing av en hette (ikke vist) på dysesammenstillingen 250 om ønskelig. The insert 260 and the outer sheath 255 preferably have coincident termination ends due to a sufficient length of the distal extension 260d of the insert 260. In other words, the insert 260 which is concentrically placed inside the outer sheath 255 covers substantially the entire length of the outer sheath 255 inner diameter. Threads 259 on an outer end of the outer jacket may replace internal threads to enable attachment of a cap (not shown) to the nozzle assembly 250 if desired.

Den ytre kappe 255 og innsatsen 260 er fortrinnsvis rørformede deler, men deres form er ikke av vesentlig betydning for oppfinnelsen. Som ved andre utførelser beskrevet heri passerer sandvelling 13, som kommer ut av shunten 145 og er representert ved piler 275, gjennom innsatsens nære leppe 260a for å redusere slitasje på åpningens 270 overflate 245a. I tillegg passerer sandvelling 13 som kommer ut av dysesammenstillingen 250, gjennom innsatsens fjerne forlengelse 260d uten å strømme gjennom eller berøre en av den ytre kappes 255 ender, og den ytre kappe The outer jacket 255 and the insert 260 are preferably tubular parts, but their shape is not of essential importance to the invention. As with other embodiments described herein, sand slurry 13, which emerges from shunt 145 and is represented by arrows 275, passes through the insert's near lip 260a to reduce wear on opening 270's surface 245a. Additionally, sand slurry 13 exiting the nozzle assembly 250 passes through the insert distal extension 260d without flowing through or touching either end of the outer jacket 255, and the outer jacket

255 kan derfor være laget av et mykere material på liknende vis som shunten 145. På denne måte beskytter den fjerne forlengelse 260d skuldrene 258, 261 som samvirker for å holde innsatsen 260 fra å unnslippe og forårsake havari ved dysesammenstillingen 250. Innsatsen 260 kan således anordne en karbidleder som beskytter alle andre partier av dysesammenstillingen fra å skjæres av strømmen siden sandvelling som kommer ut av shunten 145, passerer hovedsakelig bare gjennom karbidlederen. Muligheten for at strømningen skjærer i åpningens 270 overflate 245a eller i enden av den ytre kappe 255 er sterkt redusert. 255 may therefore be made of a softer material similar to the shunt 145. In this way, the distal extension 260d protects the shoulders 258, 261 which work together to keep the insert 260 from escaping and causing damage to the nozzle assembly 250. The insert 260 can thus provide a carbide conductor that protects all other parts of the nozzle assembly from being cut by the flow since sand slurry exiting the shunt 145 passes essentially only through the carbide conductor. The possibility of the flow cutting into the surface 245a of the opening 270 or at the end of the outer jacket 255 is greatly reduced.

Som vist brukes dysesammenstillingene 150, 250 i en gruspakkingsshunt, men de heri beskrevne dysesammenstillinger kan brukes i forskjellige andre apparater. As shown, the nozzle assemblies 150, 250 are used in a gravel packing shunt, but the nozzle assemblies described herein may be used in various other devices.

Selv om det foranstående er rettet mot utførelser av den foreliggende oppfinnelse, kan andre og ytterligere utførelser av oppfinnelsen uttenkes uten å fravike dennes basisomfang, og dens basisomfang bestemmes av kravene som følger. Although the foregoing is directed to embodiments of the present invention, other and further embodiments of the invention can be devised without deviating from its basic scope, and its basic scope is determined by the claims that follow.

Claims

1. Nozzle assembly (150) for use in a tool having a hole (170) through the wall of the tool, characterized in that it includes an insert (160) comprising: a lip portion (160a) designed to at least partially cover the hole ( 170); a first portion having a shoulder (160b) which is designed to bear against an outer surface (145b) of the wall adjacent the hole (170) thereby restricting the movement of the insert (160) relative to the hole (170); a second portion extending from the first portion and having an outer diameter reduced relative to the first portion; and a jacket (155) having a through bore and a recessed portion to be able to receive the first portion of the insert (160).

2. Assembly according to claim 1, where the hole (170) is not perpendicular to the wall surface adjacent to the hole.

3. Assembly according to claim 1, where the lip portion (160a) comprises a tapered (160c) portion which is designed to form a press fit with a surface (145a) of the wall (145) which delimits the hole (170).

4. Assembly according to claim 1, where it further includes a weld (165) arranged between an outer surface of the jacket (155) and the surface of the wall (145).

5. Assembly according to claim 1, where the second part extends to mainly an end end of the jacket (155) farthest from the hole (170).

6. Assembly according to claim 1, where the insert (160) has a continuous bore and that the insert (160) is designed so that the center of the bore will be mainly aligned with a center in the hole (170) when the insert (160) is in place on the tool's wall (145).

7. Assembly according to claim 1, where the length of the lip part (160a) mainly corresponds to the thickness of the wall (145).

8. Assembly according to claim 1, where the insert (160) is made of a material that is substantially harder than the material in the tool.

9. Assembly according to claim 1, where the insert (160) is made of a carbide material.

10. Assembly according to claim 1, where the essential part of the length of the inside of the jacket (155) is covered with the insert (160).

11. Assembly according to claim 1, where the sheath (155) concentrically surrounds the insert (160).

12. An assembly according to claim 1, wherein the tool is an apparatus (100) for use in a wellbore (140) and includes: a well screen assembly (105) designed to allow fluid flow therethrough while blocking particle flow; and at least one shunt (145), having an internal bore, disposed on the well screen assembly (105), the wall being the wall of the shunt, and the insert (160) at least partially lining the hole (170) and abutting the outer wall of the surface closest the hole (170), whereby the movement of the insert (160) relative to the shunt (145) is restricted.

13. Assembly according to claim 1, where the insert (160) has a bore through it, where the insert (160) is designed to fit together with the tool so that a center in the bore is kept substantially aligned with a center in the hole ( 170), and wherein the first portion of the insert (160) includes a shoulder (160b) to mate with a corresponding shoulder (145b) defined within an inner diameter of the jacket (155), the first portion extending past the shoulders (145b, 160b) in the direction of the tool.

14. Assembly according to claim 13, where the sheath (155) encircles the insert (160) concentrically, and that the essential part of the length of the inside of the sheath (155) is covered with the insert (160).

15. Assembly according to claim 13, where the second part of the insert (160) extends past the shoulders (145b, 160b) in the direction away from the tool.

16. Assembly according to claim 13, where the lip part comprises a tapered part which is designed to form a press fit with a surface (145a) of the wall which delimits the hole (170).

17. An assembly according to claim 13, wherein the tool is an apparatus for use in a wellbore (140) and includes: a well screen assembly (105) which is designed to allow fluid flow through it while blocking particle flow; and at least one shunt (145) placed on the well screen assembly (105), the wall being the wall of the shunt.

18. Assembly according to claim 17, where the insert (160) is made of a material that is significantly harder than a material for the shunt.

19. Method for attaching a nozzle assembly (150) to a tool, characterized in that the method includes: inserting an insert (160) into a hole (170) in a wall of the tool next to a shoulder (160b) of the insert (160) abuts an exterior surface of the wall adjacent the hole (170) thereby lining at least a portion of the hole (170) with the insert and restricting movement of the insert (160) relative to the tool; and placing a cover (155) over the insert (160) and placing the cover (155) on the outer surface of the wall (145) adjacent the hole (170), the cover (155) comprising a recessed portion to be able to receive the insert (160) first part, and where the insert (160) comprises a second part which extends from the first part and which has an outer diameter which is reduced in relation to the first part.

20. Method according to claim 19, where it further comprises welding the jacket (155) to the outer surface of the wall (145).

21. Method according to claim 19, where the lip part (160a) comprises a tapering part, and further comprises inserting the lip part (160a) into the hole (170) until the tapering part is in a press fit with a surface to the wall that delimits the hole (170) .

22. Method according to claim 19, wherein the hole (170) is not perpendicular to the outer wall surface (145a) adjacent to the hole (170).

23. Method according to claim 19, wherein the second part extends to mainly an end end of the jacket (155) farthest from the hole (170).

24. Method according to claim 19, where the essential part of the length of the inside of the jacket (155) is covered with the insert (160).