NO338212B1 - Gassløfteventil med venturi for regulering av injeksjonsgassstrømning i oljebrønner som produserer ved kontinuerlig gassløft - Google Patents
Gassløfteventil med venturi for regulering av injeksjonsgassstrømning i oljebrønner som produserer ved kontinuerlig gassløft Download PDFInfo
- Publication number
- NO338212B1 NO338212B1 NO20033309A NO20033309A NO338212B1 NO 338212 B1 NO338212 B1 NO 338212B1 NO 20033309 A NO20033309 A NO 20033309A NO 20033309 A NO20033309 A NO 20033309A NO 338212 B1 NO338212 B1 NO 338212B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- gas lift
- lift valve
- gas
- segment
- internal chamber
- Prior art date
Links
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims description 42
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims description 42
- 239000003129 oil well Substances 0.000 title claims description 33
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 title 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 47
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 27
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 27
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 15
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 269
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
- E21B43/121—Lifting well fluids
- E21B43/122—Gas lift
- E21B43/123—Gas lift valves
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/2931—Diverse fluid containing pressure systems
- Y10T137/2934—Gas lift valves for wells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Check Valves (AREA)
- Lift Valve (AREA)
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en gassløftventil til bruk i en oljebrønn som produserer ved hjelp av gassløft. Mer bestemt vedrører den foreliggende oppfinnelse en gassløftventil hvor det gjøres bruk av et sentralt venturilegeme både for styring av strømmen av injeksjonsgass fra et ringrom mellom produksjonsrøret og foringsrøret i oljebrønnen, og for å hindre at det skjer en reversert strøm av fluider fra oljebrønnen til ringrommet.
Olje finnes vanligvis i avleiringer under trykk i undergrunnen, i porøs og permeabel sandstein kjent som reservoarstein, eller simpelthen reservoar, eller produserende bergartformasjoner. Brønner bores fra overflaten for å drenere slike reservoarer for å sette reservoaret i forbindelse med prosesseringsfasiliteter på overflaten, som er sammenstilt for å samle opp og prosessere de produserte fluidene.
Brønner er boringer som krysser flere bergartformasjoner. Vanligvis innsettes et stålrør
i slike boringer, benevnt foringsrør. Minst ett rør med mindre diameter, benevnt produk-sjonsrør, settes inn i dette foringsrøret, gjennom hvilket fluider fra reservoaret strøm-mer.
Olje er en kompleks blanding av tunge og lette hydrokarbonfaser som kan omfatte fra tørr gass (metan) til tung olje. Avhengig av reservoarets egenskaper kan enkelte komponenter opptre i høyere konsentrasjon enn andre. Enkelte andre substanser kan også ledsage den produserte oljen, så som vann, karbondioksid, hydrogensulfid, salter og sand osv.
Avhengig av tilstandene med hensyn til trykk og temperatur kan bestanddelene i oljen være i gassfase eller i væskefase eller begge deler. Det bør således konkluderes med at fluider som vanligvis strømmer i en oljebrønn kan anses som en multifase, multikom-ponent blanding.
Strømmen av fluider inn i en oljebrønn, fra reservoaret til overflaten, skjer som en følge av den akkumulerte energien (trykket) i reservoaret, dvs. uten tilstedeværelse av en ekstern energikilde som forårsaker slik produksjon. I dette tilfellet sies det at brønnen produserer normalt av seg selv, eller det sies at brønnen produseres under trykktilstander. I tilfelle det brukes en ekstern energikilde, eksempelvis en nedihullspumpe, sies det at det brukes en fremgangsmåte til kunstig løft.
Blant de forskjellige kjente fremgangsmåter til kunstig løft kan kontinuerlig gassløft fremheves. I en vanlig konfigurasjon av denne fremgangsmåten injiseres naturgass ved høyt trykk inn i ringrommet som er dannet mellom foringsrøret og produksjonsrøret (eller produksjonsstrengen).
Ventiler som er kjent som gassløftventiler er lokalisert på visse steder i produksjonsrø-ret, idet disse styrer strømmen av gass som strømmer fra ringrommet til det indre i pro-duksjonsrøret. Ekspansjonen av slik trykksatt gass og den følgende reduksjon av multi-faseblandingens tilsynelatende egenvekt tilveiebringer den nødvendige ekstra energi (trykk) som gjør at fluider fra reservoaret kan strømme med en viss strømningsmengde.
Det er vanlig å styre gassinjeksjon i en oljebrønn som produserer ved hjelp av kontinuerlig gassløft ved hjelp av en gasstrupeventil, som er lokalisert ved overflaten, og med den annen ventil, som er gassløftventilen, som er lokalisert ved brønnens bunn, på et visst sted i produksjonsrøret.
Konvensjonelle gassløftventiler som brukes for å styre strømningsmengden av injeksjonsgass i brønner som er utstyrt til å produsere ved hjelp av kontinuerlig gassløft er ikke egentlige ventiler, selv om de er designet som ventiler av eksperter og av produsen-ter. Faktisk er de strømningsregulatorer som er utstyrt med en liten skive som er forsynt med en rund åpning eller blende som har en viss diameter. Kantene av åpningen eller blenden er vanligvis skarpe eller jevnt avrundet.
Slike gassløftventiler er også forsynt med en tilbakeslagsventil, som er lokalisert ned-strøm såpningen, for å hindre at det skjer en uønsket strøm av olje fra produksjonsrøret til ringrommet.
Brasiliansk patent BR93 00292-0, som også eies av søkeren for den foreliggende patent-søknad og tilsvarer US2001/0025651 A, beskriver en forbedret gassløftventil hvor det brukes en venturi istedenfor åpningen med skarpe kanter som vanligvis brukes i konvensjonelle gassløftventiler. Ifølge denne nye oppfatningen er de irreversible tap av energi i injeksjonsgasstrømmen betydelig mindre, og det skjer en betydelig trykkgjen-vinning langs diffusoren i venturien.
US5535828A beskriver et system for innføring av injeksjonsfluid inn i en strøm av hy-drokarbonfluid som strømmer gjennom et brønnhull utformet i en jordformasjon. Sys- ternet omfatter en produksjonsledning for transport av hydrokarbonfluidstrømmen gjennom brønnhullet til jordoverflaten, idet ledningsrøret er forsynt med minst ett ventil-kammer som passer for å motta et opphentbart ventillegeme. Ventillegemet omfatter en ventil som er styres via en elektrisk krets koplet til overflatestyreutstyr for derved å be-vege ventilen mellom en åpen stilling hvor ventilen gir fluidforbindelse mellom strøm-men og en fluidinjeksjonskanal som strekker seg i borehullet, og en lukket stilling hvor ventilen hindrer fluid kommunikasjon mellom strømmen og fluidinjeksjonskanalen. Den elektriske kretsen omfatter en induktiv kopler inkludert en primærspole anordnet i produksjonsrøret og en sekundærspole anordnet i ventillegemet.
US5707214A omhandler en gasstrømstyringsinnretning for injisering av gass i en pro-duksjonsstreng og som inkluderer en dyse med første og andre ender og en strømnings-vei mellom disse, og en venturi med første og andre ender og en strømningsvei mellom disse.
WO9857082A1 omhandler en trykkåpnet magnetlukket ventilmekanisme for fluider, som kan bli anvendt som del av en trykkstyringsventil, som del av en sikkerhetsventil eller av en strømningsmåler.
Den kritiske strøm av injeksjonsgass oppnås derfor med en lavere trykkhøyde i gass-løftventilen som er forsynt med en venturi enn i en konvensjonell gassløftventil, og det er dermed enklere å holde strømningsmengden for gassen konstant. Som en følge av dette strømmer strømmen gjennom gassløftventilen i en konstant mengde, slik at man overvinner ett av de verste operasjonelle problemer som opptrer i en oljebrønn som produserer ved hjelp av kontinuerlig gassløft, nemlig inkonsistens i strømningsmengden.
Forholdet mellom injeksjonsgassens strømningsmengde som passerer gjennom gass-løftventilen og trykkhøyden mellom inntaksporten og utløpsporten i gassløftventilen benevnes vanligvis gassløftventilens dynamiske oppførsel eller dynamiske ytelse. Det kan således sies at en gassløftventil som er utstyrt med en venturi har en bedre dynamisk ytelse enn en gassløftventil som er utstyrt med en åpning.
Videre, som en følge av den lavere trykkhøyde som er påkrevet med gassløftventilen som er utstyrt med en venturi for injeksjon av en viss strømningsmengde av gass, tilveiebringer en slik gassløftventil en mer rasjonell bruk av energi, hvilket forårsaker en reduksjon i kostnadene for komprimering av gass når man betrakter det tilfellet at strømningsmengden ved oljeproduksjonen er den samme som i den situasjon hvor det benyttes en konvensjonell gassløftventil, eller man kan isteden øke inntjeningen ved å øke oljeproduksjonens strømningsmengde, enten ved å øke injeksjonsgassen strøm-ningsmengde eller ved å injisere gass lenger nede.
Laboratorietester viser imidlertid at en god dynamisk ytelse av tassløftventilen i mange tilfeller kan forringes av tilbakeslagsventilen, som vanligvis er lokalisert umiddelbart etter venturien. En slik tilbakeslagsventil kan forårsake en betydelig innsnevring for strømmen, spesielt i den situasjon hvor egenskapene i oljebrønnen krever bruk av ventu-rier som har halser med stor diameter for injeksjon av betydelige volumer av gass i pro-duksjonsrøret.
Ytelsen til en gassløftventil som har en venturi minker ettersom diameteren av halsen øker, hvilket skyldes forstyrrelsen som er forårsaket av tilbakeslagsventilen, som fra en viss diameter av halsen utøver en større innflytelse på oppførselen til gasstrømmen enn venturien.
Det lille rommet i en gassløftventil gjør det vanskelig å designe en tilbakeslagsventil som ikke forårsaker skadelige effekter på den dynamiske ytelse til gassløftventilen. Videre, ettersom tilbakeslagsventilen har bevegelige deler i små rom, er en slik tilbakeslagsventil en fare for en pålitelig operasjon av gassløftventilen ettersom en feilfunksjon i tilbakeslagsventilen kan føre til en intervensjon i oljebrønnen for å bytte ut gassløft-ventilen. I tilfelle gassløftventilen er installert i en undervanns oljebrønn er kostnadene for en slik intervensjon svært høye.
Den foreliggende oppfinnelse foreslår bruk av et sentralt venturilegeme som både virker som en venturi, som forbedrer egenskapene ved injeksjonsgasstrømmen, som tidligere nevnt, og også som en tilbakeslagsventil, hvilket eliminerer de ovennevnte ulemper.
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en gassløftventil som gjør bruk av et sentralt venturilegeme for styring av strømningsmengden av injeksjonsgass og for å hindre at det skjer en reversert strøm av fluider fra oljebrønnen til ringrommet mellom produk-sjonsrøret og foringsrøret i oljebrønnen.
Gassløftventilen ifølge den foreliggende oppfinnelse er kjennetegnet ved trekk som angitt i patentkrav 1.
Trekk ved varianter av foreliggende oppfinnelses gassløftventil i samsvar med patentkrav 1 er angitt i patentkravene 2-23.
Det sentrale venturilegemet kan være forsynt med primære og sekundære finner for å sentrere det i gassløftventilens innvendige kammer. Forflytningsbegrensere kan også være anordnet til å begrense den nedoverrettede forflytning av det sentrale venturilegemet i gassløftventilens innvendige kammer.
En fjær kan være anordnet ved det nedre parti av gassløftventilens innvendige kammer for å presse det sentrale venturilegemet i en retning motsatt retningen til strømmen av injeksjonsgass for å tilveiebringe en raskere blokkering av gassløftventilen i tilfelle det skjer en reversert strømning.
Oppfinnelsen vil heretter bli beskrevet i nærmere detalj sammen med tegningene, som kun som en illustrasjon ledsager den foreliggende rapport, hvor: Figur 1 er et skjematisk langsgående tverrsnittsriss som delvis viser en oljebrønn som
er utstyrt til å produsere ved hjelp av kontinuerlig gassløft.
Figur 2 er et langsgående tverrsnittsriss som viser en konvensjonell gassløftstamme til
hvilken det er forbundet en gassløftventil av typen med sentral venturi.
Figur 3 er et langsgående tverrsnittsriss som viser en gassløftstamme med sidelomme med en gassløftventil av typen med sentral venturi som er forbundet til dens sidelomme. Figur 4 er et langsgående tverrsnittsriss som viser en konvensjonell gassløftstamme til hvilken det er forbundet en gassløftventil av venturitypen ifølge den foreliggende oppfinnelse. Figur 5 er et riss forfra av det sentrale venturilegemeelement i gassløftventilen som er
gjenstand for oppfinnelsen.
Figur 6 er et tverrgående tverrsnittsriss av det sentrale venturilegemeelement, lagt langs snittlinjen W-W på figur 5. Figur 7 er et partielt langsgående tverrsnittsriss av en utførelse av det sentrale venturilegemeelement som er hult. Figur 8 er et langsgående tverrsnittsriss som i nærmere detalj viser setet for plassering
av det sentrale venturilegemeelement og en forflytningsbegrenser.
Figur 9 er et langsgående tverrsnittsriss som viser en gassløftstamme med sidelomme,
hvor en gassløftventil som er gjenstand for den foreliggende oppfinnelse er innsatt.
Figur 10 er et langsgående tverrsnittsriss som viser en gassløftstamme med sidelomme,
hvor en gassløftventil som er gjenstand for den foreliggende oppfinnelse er innsatt i en invertert posisjon sett i forhold til posisjonen på figur 9.
Figur 1 er et partielt langsgående tverrsnittsriss som viser en typisk gassløftfasilitet, hvor det vises en oljebrønn 10 som er utstyrt til å produsere ved hjelp av kontinuerlig gassløft. Oljebrønnen 10 er hovedsakelig et hull som krysser et antall bergartformasjoner, og som strekker seg fra overflaten til et reservoar 1. Oljebrønnen 10 er i sin ytterste del innkapslet av et foringsrør 2, og et produksjonsrør 3 er innsatt i foringsrøret 2.
En pakning 4 er installert i oljebrønnen 10, ved siden av reservoaret 1, og dens funksjon er å frembringe to atskilte soner i oljebrønnen 10, et første nedre kammer 5, som er lokalisert ved siden av reservoaret 1, og et annet øvre kammer eller ringrom 6, som er dannet mellom foringsrøret 2 og produksjonsrøret 3, idet pakningen 4 tilveiebringer en tetning mellom de to kamre. Ved overflaten er det fasiliteter som brukes til å gjøre ope-rasjonen av oljebrønnen sikker, som her vil bli benevnt sikkerhetsutstyr, og som på figur 1 er angitt med henvisningstall 11.
Fluider fra reservoaret 1 kommer inn i oljebrønnen 10 ved hjelp av små åpninger 7, som tidligere er boret i foringsrøret 2. Deretter strømmer fluidene i produksjonsrøret 3 opp til sikkerhetsutstyret 11, hvor de føres til prosesseringsfasilitetene 8, som skjematisk er vist på figur 1.
I det kontinuerlige gassløftsystem tilføres en høytrykksgass som kommer fra en ekstern kilde av høytrykksgass 9, som skjematisk er vist på figur 1, inn i et ringrom 6. Høyt- rykksgassen strømmer i ringrommet 6 og injiseres i produksjonsrøret 3 gjennom en gassløftventil som er forbundet til en gassløftstamme 12.
Den nedre og øvre ende av gassløftstammen 12 er respektivt forbundet til oppstrøms og nedstrøms segmenter 3a og 3b (ikke vist på figur 1) av produksjonsrøret 3. Injeksjonsgassen blandes med fluidene som kommer fra reservoaret 1, og den resulterende blandingen føres til overflaten.
Selv om det på figur 1 er vist en enkelt gassløftstamme 12 for installasjon av en gass-løftventil, er oljebrønner som produserer ved hjelp av slike midler vanligvis forsynt med et antall gassløftstammer som er plassert i en avstand fra hverandre langs produksjons-røret, og som hver er utstyrt med gassløftventiler, idet gassløftventilene ikke nødven-digvis ikke er av samme type.
Injeksjonen av gass gjøres imidlertid vanligvis ved hjelp av en enkelt gassløftventil kjent som driftsgassløftventilen. Enkelte andre gassløftventiler er også installert i olje-brønnen, men de brukes til å assistere oppstart eller fornyet oppstart av oljebrønnpro-duksjonen, og disse gassløftventilene er kjent som oppstartsventiler.
Oljebrønner som er utstyrt til å produsere ved hjelp av kontinuerlig gassløft kan ha
andre typer konfigurasjon enn konfigurasjonen som er vist på figur 1. Slike oljebrønner kan være oljebrønner på land eller offshore. Oljebrønner offshore kan være utstyrt med tørre brønnhoder (eksempelvis lokalisert på en produksjonsplattform), eller våte brønn-hoder, dvs. at brønnhodet er lokalisert på havbunnen.
I hvilken som helst av de ovennevnte konfigurasjoner kan det videre brukes et enkelt produksjonsrør 3, som vist på figur 1, eller det kan isteden brukes flere enn ett produk-sjonsrør (dobbelkomplettering, trippelkomplettering osv.).
Uansett hvilken konfigurasjon det er i en oljebrønn kan gassløftventilen som er gjenstand for oppfinnelsen brukes, ettersom type konfigurasjon i brønnen ikke vil påvirke gassløftventilens ytelse. Den konfigurasjon som skjematisk er vist på figur 1 er derfor tilstrekkelig for ekspertene til å forstå hvordan gassløftventilen som er gjenstand for oppfinnelsen opererer, og det vil være ganske klart at gassløftventilen kan brukes i et-hvert produksjonsrør, hvilket vil sees i det følgende.
Det er to typer gassløftstammer, nemlig den konvensjonelle og den som har sidelomme.
Figur 2 viser et langsgående tverrsnitt gjennom en konvensjonell gassløftstamme 12 som er utstyrt med en gassløftventil 14. Konvensjonelle gassløftstammer 12 omfatter et hus 13, som er et segment av rør som har den samme innvendige diameter som produk-sjonsrøret 3 i oljebrønnen, og en sidestøtte 15 som gassløftventilen 14 er forbundet til.
Huset 13 er i sin nedre og øvre ende forsynt med midler for å gjøre det mulig å forbinde dem til henholdsvis det oppstrøms og nedstrøms segment 3a og 3b av produksjonsrøret 3, hvorved den konvensjonelle gassløftstamme 12 innrettes med produksjonsrøret 3.
Gassløftventilen 14 som er vist på figur 2 er av den type som er forsynt med en konsentrisk venturi, og den omfatter et hus 19 som er forsynt med et innvendig kammer 20. Minst en gassinntaksport 17 forbinder ringrommet 6 til det oppstrøms parti av gassløft-ventilens innvendige kammer 20. Vanligvis brukes flere enn en gassinntaksport 17.
Det innvendige kammer 20 er forsynt med en konsentrisk venturi 18, som er lokalisert nedstrøms gassinntaksporten 17, en tilbakeslagsventilsammenstilling som er dannet av en lukker 21 og et sete 22, og som er lokalisert nedstrøms den konsentriske venturi 18, og en hul tupp 23 som er lokalisert nedstrøms tilbakeslagsventilsammenstillingen og er forsynt med en gassutløpsport 26.
Den hule tuppen 23 er i sitt ytre parti forsynt med gjenger som gjør det mulig å forbinde gassløftventilen 14 til den konvensjonelle gassløftstamme 12 ved å skru den hule tuppen 23 inn i sidestøtten 15, med hjelpestøtter 16 som er anordnet i den konvensjonelle gass-løftstamme 12 for siderettet støtte av huset 19 i gassløftventilen 14.
Sidestøtten 15 er forsynt med et innvendig kammer 24 som står i kommunikasjon med en ende av den hule tupp 23 av gassløftventilen 14. Den andre ende av det innvendige kammer 24 i sidestøtten 15 er forbundet til en gassutløpsåpning 25 som finnes i huset 13 i den konvensjonelle gassløftstamme 12.
Gass ved et høyt trykk fra ringrommet 6 mellom produksjonsrøret 3 og foringsrøret 2 kan deretter suksessivt passere gjennom gassinntaksporten 17, den konsentriske venturi 18, tilbakeslagsventilsammenstillingen som er dannet av lukkeren 21 og setet 22, gass-utløpsporten 26 i den hule tuppen 23, det innvendige kammer 24 i sidestøtten 15, og gjennom gassutløpsåpningen 25 i huset 13, og kommer da inn i huset 13 i den konvensjonelle gassløftstammen 12.
Fluider som kommer fra reservoaret 1 strømmer oppover inn i det oppstrøms segment 3a av produksjonsrøret 3 i den retning som er vist med pilen F, og går deretter inn i huset 13 i den konvensjonelle gassløftstamme 12.
Når de passerer foran gassutløpsåpningen 25 mottar fluidene en injeksjon av gass ved et høyt trykk som kommer fra gassutløpsåpningen 25, hvorved fluidene i strømmen blandes med den injiserte høytrykksgassen, og den resulterende blandingen blir deretter ført til overflaten gjennom det nedstrøms segment 3b av produksjonsrøret 3.
En slik konvensjonell gassløftstamme 12 har en alvorlig ulempe ved at det er påkrevet å hente opp hele produksjonsrøret 3 når det er nødvendig å bytte ut gassløftventilen 14.
Figur 3 viser et langsgående tverrsnitt gjennom en gassløftstamme 30 med sidelomme som har en gassløftventil 14' av venturitypen innsatt i sin sidemottaker 31 i sidelommen 32 for gassløftstammen 30 med sidelomme. Tilsvarende den konvensjonelle gassløfts-tamme 12 på figur 2 er gassløftstammen 30 med sidelomme forsynt med gjenger i sine nedre og øvre ender for å gjøre det mulig å forbinde dem til det oppstrøms, henholdsvis nedstrøms segment 3a og 3b av produksjonsrøret 3.
Gassløftstammen 30 med sidelomme er designet på en slik måte at en gassløftventil 14' av venturitypen når det er nødvendig kan byttes ut uten at det er nødvendig å hente opp hele produksjonsrøret 3. En slik utbytting gjøres ved hjelp av en operasjon som krever spesielle verktøy som innsettes i og senkes inn i produksjonsrøret 3 ved hjelp av en ka-bel eller en vaier, idet en slik operasjon er velkjent for fagpersoner innen området.
Gassløftventilen 14' av venturitypen er hovedsakelig lik den som er blitt beskrevet med hensyn til den konvensjonelle gassløftstamme 12 på figur 2, med unntak av at den er forsynt med en hul tupp 33 som er forskjellig fra den hule tuppen 23 på gassløftventilen 14 på figur 2. Gassløftventilen 14' av venturitypen vil derfor her ikke bli beskrevet, og det vil brukes de samme henvisningstall som ved beskrivelsen av figur 2.
Gassløftventilen 14' av venturitypen føres inn i sidemottakeren 31 i sidelommen 32 hvor den holdes under trykk på grunn av den kompresjon som utøves av pakningene 34a og 34b, som også tilveiebringer den nødvendige tetning mellom huset 19 i gassløft-ventilen 14' av venturitypen og sidemottakeren 31.
Høytrykksgass som kommer fra ringrommet 6 mellom produksjonsrøret 3 og foringsrø-ret 2 kommer, gjennom gassinntaksåpninger 35 som finnes i sidelommen 32, inn i det lille ringrom 36 som er dannet mellom mottakeren 31, gassløftventilen 14' av venturitypen og sidelommen 32. Dette lille ringrommet 36 holdes avtettet av pakninger 34a og 34b.
Deretter kommer høytrykksgass en in i gassløftventilen 14' av venturitypen, gjennom gassinntaksporter 17, den passerer suksessivt gjennom den konsentriske venturi 18 og tilbakeslagsventilsammenstillingen som er dannet av lukkeren 21 og setet 22, og den kommer deretter inn i det innvendige kammer 37 i den hule tuppen 33, og går til slutt ut gjennom gassutløpsporter 38 som er lokalisert ved den nedre ende av den hule tuppen 33.
Fluider som kommer fra reservoaret 1 strømmer oppover, inn i det oppstrøms segment 3a av produksjonsrøret 3, som er lokalisert nedenfor gassløftstammen 30 med sidelomme i den retning som er angitt med pilen F på figur 3, og passerer deretter inn i gassløft-stammen 30 med sidelomme.
Når de passerer foran gassløftsportene 38 i den hule tuppen 33 i gassløftventilen 14' av venturitypen mottar fluidene en høytrykks gassinjeksjon som kommer fra gassutløps-portene 38, hvorved de strømmende fluidene blandes med den injiserte høytrykksgas-sen. Blandingen blir deretter ført til overflaten gjennom det nedstrøms segment 3b av produksjonsrøret 3.
Ved å bruke en fast diameter for den konsentriske venturi 18 er størrelsen av gasstrøm-men som passerer gjennom den en funksjon av trykkene nedstrøms og oppstrøms den konsentriske venturi 18. Trykket oppstrøms venturien er et trykk Pc som eksisterer i ringrommet 6 ved et område hvor gassøftventilen 14' er lokalisert. For enkelhets skyld tas trykktapet når høytrykksgassen strømmer gjennom gassinntaksportene 17 ikke i betraktning.
Trykket nedstrøms den konsentriske venturi 18 er et trykk Pt som eksisterer i produk-sjonsrøret 3 i et område hvor gassløftventilen 14' er lokalisert. For enkelhets skyld tas trykktapet i tilbakeslagsventilsammenstillingen, som er dannet av lukkeren 21 og setet 22 ved de innvendige kamre 33 og i gassutløpsporter 38, ikke i betraktning. Hvis trykket Pt er høyere eller lik trykket Pc vil det ikke skje en strøm fra ringrommet 6 til det indre i produksjonsrøret 3. Bemerk at tilbakeslagsventilsammenstillingen som er dannet av lukkeren 21 og setet 22 hindrer at det skjer en strøm av fluider fra det indre i gass-løftstammen 30 med sidelomme til ringrommet 6.
Hvis trykket Pt isteden er mindre enn trykket Pc vil det skje en strøm fra ringrommet 6 til det indre av huset i gassløftstammen 30 med sidelomme. Anta at trykket Pc er konstant, ettersom trykket Pt minker, vil gasstrømningsmengden da øke inntil trykket Pt når verdien for det kritiske trykk Ptcrnår strømmen når lydhastigheten i halsen i venturien 18.
Når det kritiske trykk er nådd i en strøm av gass fra et område med et høyere trykk til et område med et lavere trykk vil det ikke skje en økning i strømningsmengden for gassen, selv om trykket i området med et lavere trykk reduseres, og det sies at strømmen skjer ved en sonisk hastighet, og den resulterende konstante strømmen benevnes den kritiske strømmen.
Bemerk at å si at en strøm av gass ved et høyt trykk fra ringrommet 6 til det indre av huset i gassløftstammen 30 med sidelomme vil eller ikke vil skje er ensbetydende med å si at en strøm av gass ved et høyt trykk fra ringrommet 6 til produksjonsrøret 3 vil eller ikke vil skje, ettersom den nedre og øvre ende av gassløftstammen 30 med sidelomme er forbundet til det oppstrøms, henholdsvis nedstrøms segment 3a og 3b av produk-sjonsrøret 3, og gassløftstammen 30 med sidelomme er derfor en del av produksjonsrø-ret.
Selv om strømningsmengdeoppførselen for høytrykksinjeksjonsgassen som en funksjon av trykkene Pc og Pt er blitt analysert med hensyn til en situasjon hvor det brukes en gassløftstamme 30 med sidelomme som er forsynt med en gassløftventil 14', skjer det en hovedsakelig identisk oppførsel i en situasjon hvor det brukes en konvensjonell gass-løftstamme 30 som er forsynt med en gassløftventil 14.
I visse situasjoner kan imidlertid trykktap ved tilbakeslagsventilsammenstillingen være svært høye, og trykket nedstrøms den konsentriske venturi 18 vil derfor ikke lenger ha verdien Pt, men isteden en verdi Pt<*>> Pt, idet verdien av Pt<*>er en funksjon av strøm-ningsmengden som krysser tilbakeslagsventilsammenstillingen.
Således, istedenfor at den er forsynt med et element for å regulere strømmen av gass er gassløftventilen faktisk forsynt med to elementer (den konsentriske venturi og tilbakeslagsventilsammenstillingen) som, når de opererer i kombinasjon, ikke opererer som forventet.
Tilstedeværelsen av tilbakeslagsventilsammenstillingen reduserer derfor strømnings-mengden av høytrykksinjeksjonsgassen som man ville forvente opptrer ved et visst differansetrykk (Pc-Pt), og bevirker en forsinkelse i forekomsten av den kritiske strøm som vil opptre ved et differansetrykk (Pc-Pt<*>) som er høyere enn det som ville være påkrevet hvis kun den konsentriske venturi ble brukt.
Plassen i en gassløftventil for tilbakeslagsventilsammenstillingen er liten, ikke kun på grunn av den lille innvendige diameter i gassløftventilen, men også på grunn av den lille lengde som er tilgjengelig for installasjon av den, ettersom det er nødvendig å bruke en diffusor med en relativt lang lengde for å øke effektiviteten til den konsentriske venturi. En slik begrensning i tilgjengelig plass for tilbakeslagsventilsammenstillingen gjør det vanskelig å designe en tilbakeslagsventilsammenstilling som ikke forårsaker betydelige forstyrrelser i gasstrømmen.
En konvensjonell tilbakeslagsventilsammenstilling er videre vanligvis utsatt for å ha et antall mekaniske funksjonsfeil som hindrer at den virker korrekt, og som kan føre til en operasjon i oljebrønnen for utbytting av gassløftventilen.
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en ny type gassløftventil som overvinner de ovennevnte problemer idet en slik gassløftventil kombinerer venturien og tilbakeslagsventilsammenstillingen i en enkelt komponent, slik at man unngår de tap av trykk som opptrer i tilbakeslagsventilsammenstillinger i konvensjonelle gassløftventiler ifølge kjent teknikk.
Figur 4 viser en første utførelse av en gassløftventil 34 som er gjenstand for den foreliggende oppfinnelse i en situasjon hvor en konvensjonell gassløftstamme 12 brukes.
I denne utførelsen omfatter gassløftventilen 34 et hus 49, minst en gassinntaksport 47, et sentralt venturilegeme 40 som er forsynt med primære finner 41, idet dette sentrale venturilegemet 40 er lokalisert i et innvendig kammer 39 i gassløftventilen, et sete 42 og en hul tupp 53 som er forsynt med en gassutløpsport 56.
Det sentrale venturilegemet omfatter hovedsakelig tre segmenter, nemlig:
et første divergerende oppstrøms segment som i gassløftventilens innvendige
kammer 39 tilveiebringer en progressiv innsnevring i tverrsnittsarealet for passasje av strømmen av høytrykksinjeksjonsgass; - et annet mellomliggende segment, lokalisert nedstrøms det første divergerende øvre segment, hvilket i gassløftventilens innvendige kammer 39 tilveiebringer et hovedsakelig konstant tverrsnittsareal for passasje av strøm-men av høytrykks injeksjonsgass, idet dette arealet er betydelig mindre enn det opprinnelige tverrsnittsareal i gassløftventilens innvendige kammer 39; - et tredje konvergent nedstrøms segment, lokalisert nedstrøms det annet mellomliggende segment, som i gassløftventilens innvendige kammer 39 tilveiebringer en progressiv utvidelse av tverrsnittsarealet for passasje av strømmen av høytrykks injeksjonsgass inntil dette tverrsnittsarealet blir lik det opprinnelige tverrsnittsareal i gassløftventilens innvendige kammer 39.
Primære finner 41 tjener til å holde det sentrale venturilegemet 40 sentrert i gassløftven-tilens innvendige kammer 39. Setet 42 bør være i stand til å gjøre det mulig for det sentrale venturilegemet 40 og plasseres passende mot det, hvilket vil sees av det følgende. Det kan brukes minst en forflytningsbegrenser 43 for det sentrale venturilegemet 40 for å begrense forflytningen av det sistnevnte i gassløftventilens innvendige kammer 39 mot den hule tuppen 53 når høytrykksgass passerer gjennom gassløftventilen 34 fra ringrommet 6 til det indre i den konvensjonelle gassløftstamme 12.
Den hule tuppen 53 på gassløftventilen 34 er festet til sidestøtten 15 på gassløftstammen 12, som i sin tur i sin oppstrøms og nedstrøms ende er forbundet til det oppstrøms, henholdsvis nedstrøms segment 3a, 3b av produksjonsrøret 3. Som det er blitt vist er sides-tøtten 15 forsynt med et innvendig kammer 24 og en gassutløpsåpning 25, som står i forbindelse med det indre av huset 13 i gassløftstammen 12.
På figur 4 er gassløftventilen 34 vist i sin åpne posisjon, hvorved gass fra ringrommet 6 er i stand til å passere gjennom gassløftporter 47, setet 42, for å passere forbi det sentra le venturilegemet 40, og er deretter i stand til å avgis av gassutløpsporten 56 i den hule tuppen 53, mot det innvendige kammer 24 i sidestøtten 15, og forlater dem gjennom gassutløpsåpningen 25 til det indre av huset 13 i gassløftstammen 12.
I tilfelle strømmen fra det indre av huset 13 i gassløftstammen 12 til ringrommet 6 er tilbøyelig til å snu vil denne reverserte strømmen forårsake at det sentrale venturilegemet 40 forflyttes mot setet 42, og til slutt vil det første divergerende øvre segment i det sentrale venturilegemet 40 plasseres mot setet 42, hvilket fremmer en blokkering som hindrer slik reversert strøm i å nå ringrommet 6. Setet 42 og det første divergerende øvre segment av det sentrale venturilegemet 40 virker derfor som en tilbakeslagsventilsammenstilling i gassløftventilene ifølge kjent teknikk.
Gassløftventilen 34 kan valgfritt forsynes med en fjær for å tilveiebringe en raskere og mer effektiv plassering av det første divergerende øvre segment av det sentrale venturilegemet 40 mot setet 42, i tilfelle det skjer en reversert strøm. En fjær 48 er, kun som en eksemplifisering, vist på figur 4, hvilken er lokalisert ved det nedre parti av det innvendige kammer 39.
Fjæren 48 er plassert mot den nedre del av det tredje konvergente nedre segment av det sentrale venturilegemet 40, og presser det sentrale venturilegemet 40 mot setet 42, i en retning som er motsatt retningen for strømmen av høytrykks injeksjonsgass, hvorved, i tilfelle det skjer en reversert strøm, det første divergerende øvre segment av det sentrale venturilegemet 40 plasseres mot setet 42, hvilket tilveiebringer en raskere blokkering v den reverserte strømmen.
Bruken av en fjær som beskrevet bør imidlertid unngås, eller fjæren bør kun brukes etter en skjønnsom analyse med det formål å forårsake en minimal forstyrrelse i trykkgjen-vinning i det tredje konvergente nedstrøms segment av det sentrale venturilegemet 40.
Figur 5 viser et forstørret riss av det sentrale venturilegemet 40. Det kan sees at det sistnevnte omfatter et første divergent oppstrøms segment A, et annet mellomliggende segment B med et konstant tverrsnittsareal, og et tredje konvergent nedstrøms segment C. Ved å trekke en analogi med en klassisk konvensjonell venturi kan det første divergente oppstrøms segment A betegnes dysen, det annet mellomliggende B kan betegnes halsen, og det tredje konvergent nedstrøms segment C kan betegnes diffusoren.
Det annet mellomliggende segment B, eller halsen, kan omfatte et segment med en svært kort lengde, hvilket kun hovedsakelig ville omfatte det området hvor krumningen fra det første divergente oppstrøms segment A til det tredje konvergente nedre segment C av det sentrale venturilegemet 40 vender. Dette er den foretrukne konfigurasjon for
det annet mellomliggende segment B, eller halsen, ifølge den foreliggende oppfinnelse.
Området for passasje av strømmen av høytrykks injeksjonsgass som er dannet ved ringrommet mellom det sentrale venturilegemet 40 og den innvendige vegg i det innvendige kammer 39 er progressivt redusert ved området for det første divergente oppstrøms segment A, eller dysen. Strømmen av gass blir derfor progressivt akselerert i dette området, hvilket forårsaker en reduksjon i trykket av strømmen av høytrykks injeksjonsgass.
Området for passasje av strømmen av høytrykks injeksjonsgass som er dannet ved ringrommet mellom det sentrale venturilegemet 40 og den innvendige vegg i det innvendige kammer 39 blir progressivt forstørret ved det tredje konvergente nedstrøms segment C, eller diffusoren. Strømmen av gass blir derfor progressivt retardert ved dette området, hvilket forårsaker en økning i trykket i strømmen av høytrykks injeksjonsgass.
Den største innsnevringen i strømmen av høytrykks injeksjonsgass skjer ved det annet mellomliggende segment B, eller halsen, og strømmen av høytrykks injeksjonsgass kan der maksimalt strømme med lydhastigheten, hvilket bestemmer den maksimale strøm-ningsmengde av injeksjonsgass som kan strømme gjennom gassløftventilen.
I den foretrukne utførelse av den foreliggende oppfinnelse bruker man minst tre primære finner 41 for å sentralisere det sentrale venturilegemet 40 inn i det innvendige kammer 39. Primære finner 41 er fortrinnsvis lokalisert ved diffusoren (det tredje konvergente nedre segment C), som vist på figur 5, og de kan føres av skinner. Figur 6 er tverrsnittsriss som er lagt ved linjen W-W på figur 5, og viser tre primære finner 41 som er anordnet i en vinkelavstand.
Sekundære finner 41' kan, om nødvendig, være anordnet ved dysen (det første divergente oppstrøms segment A) i det sentrale venturilegemet 40 for å forhindre at det skjer en vibrasjon i det sentrale venturilegemet 40.
Primære finner 41 og sekundære finner 41' bør være tynne, og bør være aerodynamisk
utformet for å forårsake minst forstyrrelse på strømmen av høytrykks injeksjonsgass, for å tillate at det skjer en gjenvinning av høyt trykk ved diffusoren (det tredje konvergente nedstrøms segment C), tilsvarende det som skjer i en konvensjonell konsentrisk venturi.
Figur 7 viser et tverrsnittsriss av en alternativ utførelse av et sentralt venturilegeme 40', hvor det sistnevnte er hult og er forsynt med en åpning 44 i enden av det tredje konvergente nedstrøms segment, hvilken vender mot den hule tuppen 53. Åpningen 44 tilveiebringer en utlikning mellom trykkene i det sentrale venturilegemet 40' og trykkene i det innvendige kammer 39 i gassløftventilen 34. På figur 7 er kun en åpning 44 vist. Det kan imidlertid brukes flere enn en åpning 44.
Det sentrale venturilegemet 40' er lettere enn det forrige, hvilket gjør det lettere å for-flytte det mot setet 42 av strømmen av olje i tilfelle det skjer en reversering av strøm-men. Med andre ord er det sentrale venturilegemet 40' i stand til å aktueres raskere for å blokkere en uønsket reversert strøm, hvis det sammenliknes med det sentrale venturilegemet 40 som tidligere er blitt beskrevet.
Figur 8A viser et langsgående tverrsnittsriss gjennom et segment av det innvendige kammer i en gassløftventil, idet det sentrale venturilegemet ikke er vist. Man kan se: - gassinntaksportene 47, - setet 42, som den øvre del av det sentrale venturilegemet ut-øver en blokkering mot, - og en forflytningsbegrenser 43 for det sentrale venturilegemet, hvilken er lokalisert nær den hule tuppen (ikke vist på figur 8A) av gassløftventi-len.
Forflytningsbegrensere 43 kan brukes eller ikke brukes, selv om det er ønskelig å bruke dem. Et sirkulært fremspring ved veggen i det innvendige kammer, lokalisert nær den hule tuppen, kan brukes til å funksjonere som en forflytningsbegrenser. Forflytningsbe-grenseren kan alternativt omfatte en avsmalning i diameteren av det nedstrøms segment av det indre kammer.
Figur 8B viser et segment av det innvendige kammer 39' i en gassløftventil som likner den som er vist på figur 8 A, med en skinne 45 som er anordnet i den innvendige vegg i det innvendige kammer 39' i gassløftventilen, og som er ment å funksjonere som en føring for en primær finne 41, som kan gli i skinnen 45. En støtfanger 46, lokalisert ved det nedre parti av skinnen 45 og nær den hule tuppen (ikke vist på figur 8B), funksjone-rer som en begrenser for den nedadgående forflytning av det sentrale venturilegemet.
Setet 42 bør være aerodynamisk utformet for å forårsake minst forstyrrelse av strømmen av høytrykks injeksjonsgass. Setet 42 bør også være formet på en slik måte at det gjør det mulig for dysen (det første divergente oppstrøms segment A) i det sentrale venturilegemet 40; 40' å plasseres mot det uten at det blir sittende fast der. Setet 42 kan være i ett med gassløftventilens hus, eller det kan være forsynt med en innsats av et materiale som har en overflatehardhet som minst er som overflatehardheten til dysen (det første divergente oppstrøms segment A) av det sentrale venturilegemet, hvilket øker blokke-ringseffekten. Det kan for eksempel brukes et polymerisk materiale i innsatsen i setet 42.
Figur 9 viser en utførelse av en gassløftventil 54 ifølge den foreliggende oppfinnelse, som bør brukes i en situasjon hvor en gassløftstamme 30 med sidelomme er i bruk.
Gassløftventilen 54 omfatter et hus 59, et sentralt venturilegeme 60 som er forsynt med primære finner 61, et aerodynamisk formet sete 62, forflytningsbegrensere 63 og en hul tupp 73, som er forsynt med et innvendig kammer 77 som har gassutløpsporter 78 for avgivelse av høytrykks injeksjonsgassen.
Det sentrale venturilegemet 60, de primære finner 61, det aerodynamisk formede setet 62 og forflytningsbegrenserne 63 er respektivt tilsvarende det sentrale venturilegemet 40, de primære finner 41, det aerodynamisk formede setet 42 og forflytningsbegrenserne 43 som ble beskrevet med henvisning til figur 4, og de kommentarer som er blitt gitt med hensyn til de sistnevnte er like gyldige for de førstnevnte.
Gassløftventilen 54 er innsatt i sidemottakeren 31 i sidelommen 32 på gassløftstammen 30 med sidelomme, hvor den holdes under trykk på grunn av kompresjonen som utøves av pakningene 34a og 34b, som også tilveiebringer den nødvendige tetning mellom huset 59 og gassløftventilen 54 av venturitypen og sidemottakeren 31.
Gass ved et høyt trykk er i stand til å penetrere gassløftventilen 54 gjennom gassinntaksporter 87, og passerer deretter gjennom setet 62, forbi det sentrale venturilegemet 60 og kommer inn i det innvendige kammer 77, og blir deretter avgitt gjennom gassutløps-portene 78 inn i gassløftstammen 30 med sidelomme.
Figur 10 viser et langsgående tverrsnittsriss gjennom en gassløftstamme 80 med sidelomme hvor gassluftventilen 54 er plassert i en omvendt posisjon i forhold til den vanli-ge posisjon som gassløftventilen er plassert i, vist på figur 9. På figur 10 er den hule tuppen 73 av gassløftventilen 54 plassert på en slik måte at den er i en øverste posisjon.
Gassløftstammen 80 med sidelomme tilsvarer gassløftstammen 30 med sidelomme som tidligere er beskrevet, den eneste forskjell ligger i hvordan gassløftventilen 54 er plassert i denne. Gassløftstammen 80 med sidelomme vil derfor her igjen ikke bli beskrevet, og dens komponenter er på figur 10 angitt med de samme henvisningstall.
Som en følge av posisjoneringen av gassløftventilen 54 i gassløftstammen 80 med sidelomme gjøres injeksjonen av høytrykksgass i samme retning som strømmen av fluider som kommer fra reservoaret 1, angitt med pilen F på figur 10, og ikke i en retning som er motsatt retningen av strømmen av olje som skjer i den situasjonen som er vist på figur 9, hvilket hindrer tapene av energi som forekommer i en slik situasjon.
I denne nye utførelsen injiseres gass ved et høyt trykk i gassløftstammen 30 gjennom gassutløpsportene 78 som er parallelle med strømmen av olje som kommer fra reservoaret 1. Posisjoneringen av gassløftventilen 54, som vist på figur 10, letter også blokkering av gassløftventilen i tilfelle det skjer en reversering av strømmen fra det indre av gassløftstammen 80 med sidelomme til ringrommet 6.
Gassløftventilen som er gjenstand for den foreliggende oppfinnelse gjør fortrinnsvis bruk av et symmetrisk sentralt venturilegeme. Andre utforminger av sentrale venturile-gemer eller dyser kan imidlertid brukes uten å avvike fra den foreliggende oppfinnelses lære.
Fagpersoner innen området vil umiddelbart forstå at det er en rekke muligheter for å variere formen av det sentrale venturilegemet, som alle omfattes av den foreliggende oppfinnelses lære. De optimale dimensjoner av det sentrale venturilegemet bør etableres av teoretisk eller eksperimentell analyse, eller til og med empirisk.
Selv om oppfinnelsen her er bitt beskrevet med hensyn til de foretrukne utførelser er oppfinnelsen ikke begrenset til innholdet i den ovenstående beskrivelse, og er kun begrenset av innholdet i de vedføyde krav.
Claims (23)
1.
Gassløftventil (34, 54) til bruk i en gassløftstamme (12, 30) i en oljebrønn (10) som produserer ved hjelp av gassløft, hvilken gassløftventil omfatter: - et hus (49, 59); - et innvendig kammer (39, 77) i gassløftventilen; - minst en gassinntaksport (47, 87) for tilveiebringelse av en passasje for en strøm av injeksjonsgass fra et ringrom (6) mellom et foringsrør (2) og et pro-duksjonsrør (3) i oljebrønnen (10) til gassløftventilens innvendige kammer (39, 77), idet den minst ene gassinntaksport (47, 87) er lokalisert i et opp-strøms parti av gassløftventilens innvendige kammer (39, 77); og - en hul tupp (53, 73), forbundet til gassløftventilens innvendige kammer (39, 77) , idet den hule tupp (53, 73) er forsynt med minst en gassutløpsport (56, 78) ;
hvilken gassløftventil (34, 54) erkarakterisert vedat den videre omfatter: et sentralt venturilegeme (40; 40'; 60) som er installert i gassløft-ventilens innvendige kammer (39, 77), hvilket sentrale venturilegeme (40; 40'; 60) omfatter: - et første divergent oppstrømssegment, som i gassløftventilens innvendige kammer (39, 77) tilveiebringer en progressiv innsnevring i et tverrsnittsareal for passasje av strømmen av injeksjonsgass;
et annet mellomliggende segment, lokalisert nedstrøms det første divergente
oppstrømssegment, hvilket i gassløftventilens innvendige kammer (39, 77) tilveiebringer et hovedsakeligkonstant tverrsnittsareal for passasje av strøm-men av injeksjonsgass, hvilket areal er vesentlig mindre enn det opprinnelige tverrsnittsareal av gassluftventilens innvendige kammer (39, 77);
et tredje konvergent nedstrøms segment, lokalisert nedstrøms det annet mel
lomliggende segment, hvilket i gassløftventilens innvendige kammer (39, 77) tilveiebringer en progressiv utvidelse av tverrsnittsarealet for passasje av strømmen av injeksjonsgass inntil dette tverrsnittsarealet blir likt det opprinnelige tverrsnittsaeral av gassløftventilens innvendige kammer (39, 77); og - et sete (42; 62), lokalisert ved det oppstrøms parti av gassløftventilens innvendige kammer (39, 77) og nedstrøms den minst ene gassinntaksport (47, 87), idet setet (42; 62) er i stand til å ta imot det første divergente oppstrøms-segment av det sentrale venturilegemet (40; 40'; 60) mot seg, hvilket blokke-rer gassløftventilen og derfor hindrer at det opptrer en reversert strøm fra gassløftstammen (12, 30) til ringrommet (6).
2.
Gassløftventil ifølge krav 1,karakterisert vedat: - setet (42; 62) er i ett med huset (49, 59).
3.
Gassløftventil ifølge krav 1,karakterisert vedat: - setet (42; 62) er forsynt med en innsats av et materiale som har en overflatehardhet som minst er som overflatehardheten i det første divergente øvre segment av det sentrale venturilegemet (40; 40'; 60).
4.
Gassløftventil ifølge kravene 1 til 3,karakterisert vedat: - primære finner (41; 61) er anordnet på det sentrale venturilegemet (40; 40'; 60) for sentrering av det sentrale venturilegemet (40; 40'; 60) i gassløftventi-lens innvendige kammer (39, 77).
5.
Gassløftventil ifølge krav 4,karakterisert vedat: sekundære finner (41') er anordnet på det sentrale venturilegemet (40; 40'; 60) for å hindre det sentrale venturilegemet (40; 40'; 60) i å vibrere.
6.
Gassløftventil ifølge ett av kravene 1 til 3,karakterisertved at: - det annet mellomliggende segment har en svært kort lengde, omfattende et sekundært segment hvor inversjonen av krumning fra det første divergente oppstrømssegment til det tredje konvergente nedstrøms segment av det sentrale venturilegemet (40; 40'; 60) forekommer.
7.
Gassløftventil ifølge ett av kravene 1 til 3,karakterisertved at: det sentrale venturilegemet (40; 40'; 60) er hult, og er forsynt med minst én
åpning (44) ved enden av det tredje konvergente nedstrøms segment.
8.
Gassløftventil ifølge ett av kravene 1 til 3,karakterisertved at: - den er forsynt med en fjær (48) som er lokalisert ved et nedre parti av gass-løftventilens innvendige kammer (39, 77), idet fjæren (48) er plassert mot et nedre parti av det tredje konvergente nedre segment av det sentrale venturilegemet (40; 40'; 60), og presser det sistnevnte mot setet (42; 62) i en retning som er motsatt rettet retningen for strømmen av injeksjonsgass.
9.
Gassløftventil ifølge ett av kravene 1 til 3,karakterisertved at: - gassløftventilens innvendige kammer (39, 77) er forsynt med minst en forflytningsbegrenser (43; 63) i sin vegg for å begrense forflytningen av det sentrale venturilegemet (40; 40'; 60) mot den hule tuppen (53, 73).
10.
Gassløftventil ifølge krav 9,karakterisert vedat: den minst ene forflytningsbegrenser (43; 63) omfatter et sirkulært fremspring
ved veggen i gassløftventilens innvendige kammer (39, 77).
11.
Gassløftventil ifølge krav 9,karakterisert vedat: - den minst ene forflytningsbegrenser (43; 63) omfatter en avsmalning i diameteren av et nedstrøms segment av gassløftventilens innvendige kammer (39, 77).
12.
Gassløftventil ifølge krav 4,karakterisert vedat: skinner (45) er anordnet i veggen i gassløftventilens innvendige kammer (39, 77) som er ment å funksjonere som en føring for de primære finner (41; 61), som hver er i stand til å gli i en respektiv skinne (45).
13.
Gassløftventil ifølge krav 12,karakterisert vedat: - minst en av skinnene (45) er forsynt med en støtfanger (46) som er lokalisert ved et nedre parti av minst en av skinnene (45) og nær den hule tuppen (53, 73), ment til å funksjonere som en forflytningsbegrenser for sin respektive primære finne (41; 61), og følgelig for det sentrale venturilegemet (40; 40'; 60).
14.
Gassløftventil ifølge et av kravene 1 til 13, montert i en sidelommegassløftstamme, hvori den hule tuppen (73) og den minst ene gassutløpsporten (56, 78) er montert i en øverste posisjon, hvilket gjør det mulig å injisere injeksjonsgassen i den samme retning som en strøm av fluider som kommer fra et reservoar (1).
15.
Gassløftventil ifølge krav 5,karakterisert vedat: - det annet mellomliggende segment har en svært kort lengde og omfatter et sirkulært segment hvor inversjonen av krumning fra det første divergente oppstrømssegment til det tredje konvergente nedstrøms segment av det sentrale venturilegemet (40; 40'; 60) forekommer.
16.
Gassløftventil ifølge krav 15,karakterisert vedat: det sentrale venturilegemet (40; 40'; 60) er hult og er forsynt med minst én
åpning (44) ved enden av det tredje konvergente nedstrøms segment.
17.
Gassløftventil I ifølge krav 16,karakterisert vedat: det er forsynt med en fjær (48) som er lokalisert ved et nedre parti av gass-
løftventilens innvendige kammer (39, 77), idet fjæren (48) er plassert mot et nedre parti av det tredje konvergente nedre segment av det sentrale venturi legemet (40; 40'; 60) og presser det sistnevnte mot setet (42; 62) i en retning som er motsatt retningen for strømmen av injeksjonsgass.
18.
Gassløftventil ifølge krav 17,karakterisert vedat: - det annet mellomliggende segment har en svært kort lengde og omfatter et sirkulært segment hvor inversjonen av krumning fra det første divergente oppstrømssegment til det tredje konvergente nedstrøms segment av det sentrale venturilegemet (40; 40'; 60) forekommer.
19.
Gassløftventil ifølge ett av kravene 18,karakterisertved at: - gassløftventilens innvendige kammer (39, 77) er forsynt med minst én forflytningsbegrenser (43; 63) i sin vegg for å begrense forflytningen av det sentrale venturilegemet (40; 40'; 60) mot den hule tuppen (53, 73).
20.
Gassløftventil ifølge krav 19,karakterisert vedat: - den minst ene forflytningsbegrenser (43; 63) omfatter et sirkulært fremspring ved veggen i gassløftventilens innvendige kammer (39, 77).
21.
Gassløftventil ifølge krav 19,karakterisert vedat: den minst ene forflytningsbegrenser (43; 63) omfatter en avsmalning i dia
meteren av et nedstrøms segment av gassløftventilens innvendige kammer (39, 77).
22.
Gassløftventil ifølge krav 17,karakterisert vedat: - skinner (45) er anordnet i veggen i gassløftventilens innvendige kammer (39, 77) som er ment å funksjonere som en føring for de primære finner (41; 61), som hver er i stand til å gli i en respektiv skinne (45).
23.
Gassløftventil ifølge krav 22,karakterisert vedat: - minst en av skinnene (45) er forsynt med en støtfanger (46) som er lokalisert ved et nedre parti av minst en av skinnene (45) og nær den hule tuppen (53, 73), ment til å funksjonere som en forflytningsbegrenser for sin respektive primære finne (41; 61), og følgelig for det sentrale venturilegemet (40; 40'; 60).
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BR0100140A BR0100140B1 (pt) | 2001-01-23 | 2001-01-23 | válvula de bombeio pneumático com venturi de corpo central. |
PCT/BR2002/000009 WO2002059485A1 (en) | 2001-01-23 | 2002-01-17 | Gas lift valve with central body ventury for controlling the flow of injection gas in oil wells producing by continuous gas lift |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20033309D0 NO20033309D0 (no) | 2003-07-22 |
NO20033309L NO20033309L (no) | 2003-09-17 |
NO338212B1 true NO338212B1 (no) | 2016-08-08 |
Family
ID=36215495
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20033309A NO338212B1 (no) | 2001-01-23 | 2003-07-22 | Gassløfteventil med venturi for regulering av injeksjonsgassstrømning i oljebrønner som produserer ved kontinuerlig gassløft |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6568473B2 (no) |
EP (1) | EP1360418B1 (no) |
BR (1) | BR0100140B1 (no) |
CA (1) | CA2435580C (no) |
DK (1) | DK1360418T3 (no) |
NO (1) | NO338212B1 (no) |
NZ (1) | NZ527492A (no) |
WO (1) | WO2002059485A1 (no) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6932581B2 (en) | 2003-03-21 | 2005-08-23 | Schlumberger Technology Corporation | Gas lift valve |
BR0300958B1 (pt) | 2003-04-15 | 2013-06-04 | mandril para vÁlvula de bombeio pneumÁtico. | |
US7051817B2 (en) * | 2004-08-09 | 2006-05-30 | Sorowell Production Services Llc | Device for improving oil and gas recovery in wells |
US7360602B2 (en) * | 2006-02-03 | 2008-04-22 | Baker Hughes Incorporated | Barrier orifice valve for gas lift |
US8689883B2 (en) * | 2006-02-22 | 2014-04-08 | Weatherford/Lamb, Inc. | Adjustable venturi valve |
US7647975B2 (en) * | 2006-03-17 | 2010-01-19 | Schlumberger Technology Corporation | Gas lift valve assembly |
US7404439B2 (en) * | 2006-07-11 | 2008-07-29 | Frank J. Schuh, Inc. | Horizontal drilling |
NO327682B1 (no) | 2007-03-30 | 2009-09-14 | Genesis Applied Technology As | Anordning og fremgangsmate for a oke produksjonsstrommen fra en underjordisk bronn |
AU2008305337B2 (en) * | 2007-09-25 | 2014-11-13 | Schlumberger Technology B.V. | Flow control systems and methods |
BRPI0902281B1 (pt) | 2009-07-13 | 2021-02-23 | Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras | válvula de bocal para gas-lift |
US8579035B2 (en) | 2009-07-31 | 2013-11-12 | Baker Hughes Incorporated | Method for recovering oil from an oil well |
US7934433B1 (en) | 2009-11-04 | 2011-05-03 | Baker Hughes Incorporated | Inverse venturi meter with insert capability |
US8113288B2 (en) * | 2010-01-13 | 2012-02-14 | David Bachtell | System and method for optimizing production in gas-lift wells |
NO20100573A1 (no) * | 2010-04-21 | 2011-10-24 | Petroleum Technology Co As | Strupepumpeventil |
CN104100228B (zh) * | 2013-04-03 | 2016-10-19 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种同步分采换向阀 |
WO2015074126A1 (pt) * | 2013-11-22 | 2015-05-28 | Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras | Método para controle da vazão de injeção de fluidos em reservatórios e regulador de fluxo ajustável |
WO2015139100A1 (pt) * | 2014-03-21 | 2015-09-24 | Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras | Quebrador de bolhas de gás em escoamento multifásico |
EP3175078A1 (en) * | 2014-07-28 | 2017-06-07 | Petroleum Technology Company AS | Gas lift valve |
US11359469B2 (en) * | 2017-09-12 | 2022-06-14 | Liberty Lift Solutions, LLC | System for gas lift and method of use |
CN108180000B (zh) * | 2017-12-29 | 2020-12-29 | 中国石油大学(华东) | 一种自动控制的防返吐单向注水阀 |
BR102018016996B1 (pt) | 2018-08-20 | 2021-07-27 | Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras | Sistema de elevação pneumática de produção de hidrocarbonetos |
RU2751295C1 (ru) * | 2020-11-20 | 2021-07-13 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" | Клапан перепускной |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5535828A (en) * | 1994-02-18 | 1996-07-16 | Shell Oil Company | Wellbore system with retrievable valve body |
US5707214A (en) * | 1994-07-01 | 1998-01-13 | Fluid Flow Engineering Company | Nozzle-venturi gas lift flow control device and method for improving production rate, lift efficiency, and stability of gas lift wells |
WO1998057082A1 (en) * | 1997-06-12 | 1998-12-17 | S.F.M. Sophisticated Water Meters Ltd. | Valve mechanism |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5743717A (en) * | 1994-07-01 | 1998-04-28 | Fluid Flow Engineering Company | Nozzle-venturi gas lift flow control device |
US6070608A (en) * | 1997-08-15 | 2000-06-06 | Camco International Inc. | Variable orifice gas lift valve for high flow rates with detachable power source and method of using |
-
2001
- 2001-01-23 BR BR0100140A patent/BR0100140B1/pt not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-01-17 EP EP02715328A patent/EP1360418B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-01-17 WO PCT/BR2002/000009 patent/WO2002059485A1/en active IP Right Grant
- 2002-01-17 CA CA 2435580 patent/CA2435580C/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-01-17 NZ NZ527492A patent/NZ527492A/en not_active IP Right Cessation
- 2002-01-17 DK DK02715328T patent/DK1360418T3/da active
- 2002-01-18 US US10/050,584 patent/US6568473B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-07-22 NO NO20033309A patent/NO338212B1/no not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5535828A (en) * | 1994-02-18 | 1996-07-16 | Shell Oil Company | Wellbore system with retrievable valve body |
US5707214A (en) * | 1994-07-01 | 1998-01-13 | Fluid Flow Engineering Company | Nozzle-venturi gas lift flow control device and method for improving production rate, lift efficiency, and stability of gas lift wells |
WO1998057082A1 (en) * | 1997-06-12 | 1998-12-17 | S.F.M. Sophisticated Water Meters Ltd. | Valve mechanism |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DK1360418T3 (da) | 2006-11-13 |
NO20033309L (no) | 2003-09-17 |
BR0100140B1 (pt) | 2010-10-19 |
CA2435580A1 (en) | 2002-08-01 |
EP1360418A1 (en) | 2003-11-12 |
BR0100140A (pt) | 2002-09-03 |
EP1360418B1 (en) | 2006-08-02 |
WO2002059485A1 (en) | 2002-08-01 |
WO2002059485B1 (en) | 2002-11-21 |
US6568473B2 (en) | 2003-05-27 |
CA2435580C (en) | 2011-07-26 |
NZ527492A (en) | 2005-06-24 |
NO20033309D0 (no) | 2003-07-22 |
EP1360418A4 (en) | 2005-06-29 |
US20020096332A1 (en) | 2002-07-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO338212B1 (no) | Gassløfteventil med venturi for regulering av injeksjonsgassstrømning i oljebrønner som produserer ved kontinuerlig gassløft | |
US9896906B2 (en) | Autonomous flow control system and methodology | |
EP1618281B1 (en) | Mandrel for a gas lift valve | |
US11111756B2 (en) | Valve and a method for closing fluid communication between a well and a production string, and a system comprising the valve | |
NO331370B1 (no) | Strømningskontrollapparat til bruk i en brønn | |
NO344578B1 (no) | Fremgangsmåte og apparat for brønnhodeomløp | |
US20090095467A1 (en) | Bypass gas lift system and method for producing a well | |
US20070095542A1 (en) | Injection valve | |
RU2671370C2 (ru) | Система с переключающим клапаном и способ добычи газа | |
US8191624B2 (en) | Bypass gas lift system for producing a well | |
CN102791956A (zh) | 阀系统 | |
US20240019878A1 (en) | A flow control device and method | |
AU2001226584B2 (en) | Method and device to stabilise the production of oil wells | |
KR102607131B1 (ko) | 수직 도관에서 가스/액체 유동을 안정화시키기 위한 방법 및 장치 | |
EP2203628B1 (en) | Shear open valve | |
US12024988B2 (en) | Gas lift system and method | |
CA2175928C (en) | A method of operating a gas lift flow control device | |
AU2002224686B2 (en) | Gas lift valve with central body ventury for controlling the flow of injection gas in oil wells producing by continuous gas lift | |
AU2002224686A1 (en) | Gas lift valve with central body ventury for controlling the flow of injection gas in oil wells producing by continuous gas lift |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RE | Reestablishment of rights (par. 72 patents act) | ||
MK1K | Patent expired |