NO156182B - Anordning ved sirkulasjonsventil i oljebroenner. - Google Patents

Abstract

ANORDNING VED SIRKULASJONSVENTIL I OLJEBRØNNER.

Description

Oppfinnelsen vedrører en ventil for å skaffe væske-forbindelse mellom det indre av en rørstreng i en oljebrønn og det ringformige rom som omgir rørstrengen. Mere spesielt angår oppfinnelsesgjenstanden en sirkulasjonsventil til bruk i et testprogram i en undervannsoljebrønn.

Sirkulasjonsventiler i forbindelse med testprogram-mer ved oljebrønner er kjente hvor ventilen åpner etter forutbestemte antall av trykkøkninger i nevnte ringrom, hvilket trykk igjen aktiverer et stempel for å komprimere en inertgass i apparatet for å skaffe en fjærkraft. En slik ventil er omhandlet i US-PS 3 850 250.

Andre ventiler er kjent for bruk ved oljebrønner hvor ventilene betjenes ved å variere trykkdifferensialet mellom trykket i ringrommet og det foreliggende trykk inne i rørstrengen.

En produksjonsventil som veksler mellom .en drifts-stilling til en annen sådan ved å fremkalle trykkvariasjoner 1 nevnte ringrom er også kjent og en slik omhandles i US-PS 2 951 536. Denne ventil inkluderer et kammer med gass under trykk og et stempel som deler kammeret. I stemplet er det kanaler hvorved trykkøkninger blir kontrollert i kanalene ved enten strupere eller ved hjelp av servo-ventiler for derved å oppnå et resulterende trykkdifferensial mellom stempelsidene. Dette differensial bevirker at apparatet skifter fra en stilling til en annen stilling.

Anvendelsen av en kompressibel væske, som f.eks. silikonolje for å oppnå en returfjærkraft i et oljebrønn-apparat, hvorunder væsken blir strupet med en blender for å øke væskens trykk og temperatur når apparatet blir senket ned i et borehull, og hvor det dessuten er anordnet en for-biføringsventil i ventilens betjeningsorgan for å drive ventilen i avhengighet av trykkvariasjoner i ringrommet,

er omhandlet i US patent nr. 4 109 725. I dette patent-skrift er vist en utførelse hvor betjeningsorganet beveges

i samsvar med trykkøkningen i ringrommet.

Foreliggende oppfinnelse skaffer til veie en anordning ved en sirkulasjonsventil for innkobling i en teststreng og som betjenes i avhengighet av trykkendringer i borevæsken i ringrommet som omgir teststrengen i en brønn-boring fra overflaten til en formasjon som skal testes,

og anordningen er av den type som fremgår av den innledende del av det etterfølgende krav 1. Anordningen kjennes ved de trekk som fremgår av dette kravs karakteriserende del.

Bevegelse til den første stilling i én lengderetning skjer som følge av trykket i ringrommet med forbindelse gjennom anordningens vegger og aktivering av tosidige stempelorganer. En bevegelse i motsatt retning forårsakes av en forspenningsinnretning i betjeningsorganer for sirku-las jonsventilen , idet kraften fra forspenningsinnretningen motvirker bevegelse til den første stilling.

Ventil-betjeningsorganet er innrettet slik at stemplet blir styrt mot den siste stilling når dette har beveget seg under den siste trykkforandring i ringrommet.

I ventil-betjeningsorganet er det utført innretninger for å etablere et differensial mellom trykket fra forspenningsinnretningen og trykket i ringrommet når trykk-økninger tilføres eller trykkfall avlastes fra ringrommet. Stemplet i tilknytning til ventilen er innrettet for å aktivere denne i langsgående bevegelser i den ene eller andre retning, avhengig av nevnte trykkdifferensialer.

Et telleverk i ventilens betjeningsorgan registrerer de langsgående bevegelser forårsaket av forandringene i trykket i brønnens ringrom og er forøvrig innrettet slik at det aktiverer betjeningsorganet til åpning av oljebrønn-ventilen etter et forutbestemt antall bevegelser. Ytterligere telleverk i betjeningsorganet registrerer bevegel-sene av stemplet etter at ventilen er blitt åpnet, og er ennvidere slik innrettet at det aktiverer ventilens betjeningsorgan til etterfølgende lukking av oljebrønn-ventilen etter et forutbestemt antall bevegelser mens ventilen er åpen.

Ennvidere er det besørget innretninger i ventilens betjeningsorgan for å opprettholde nevnte trykk-differensial mellom forspenningsinnretningen og ringrommet for fortsatt forspenning av betjeningsorganet i enten den ene eller den andre lengderetning etter at trykkforandringene i ringrommet er opphørt.

Innretningene som besørger opprettholdelse av differensialet tjener også til å tilføre eller avlaste trykk fra forspenningsinnretningen når apparatet heves fra eller senkes ned i et borehull.

Åpningsbevegelsen av sirkulasjonsventilen er anordnet slik at ventilen vil gå til åpen stilling ved opphør av en trykkøkning. Derved vil, når sirkulasjonsventilen brukes i forbindelse med den foretrukne, ringromstrykk-avhengige testventil, denne testventil åpne ved trykkøknin-ger, mens sirkulasjonsventilen blir holdt stengt. Ved til-førsel av den ønskede trykkøkning, vil testventilen lukkes. Etter denne lukking vil sirkulasjonsventilen åpne for å tillate strømning fra ringrommet til det indre av teststrengen.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet under hen-visning til tegningene, hvor fig. 1 representerer et skje-matisk brutt riss av en vanlig fralandsplattform som kan brukes for testing av formasjoner, og som viser et snitt av en formasjons-teststreng eller -verktøy i posisjon i undervannsstilling og som strekker seg opp til en plattform, fig. 2a-2e med snitt-sammenstillingslinjer a-a til d-d viser oppfinnelsen med en seksjon for sirkulasjonsventil, en registerseksjon og en kraft-aggregatseksjon, fig. 3 viser det indre av en registerhylse som kan anvendes ifølge oppfinnelsen og hvor utførelsen av registertennene også fremgår, fig. 4 viser et snitt av registerhylsen og med tennene vist i et annet snitt, fig. 5 viser et enderiss av samme hylse og som viser de slisser gjennom hvilke registerknastene kan føres inn for å skaffe anlegg mot nevnte tenner.

Under en boreoperasjon i en oljebrønn blir borehullet fylt med en væske som kalles borevæske eller boreslam. En av hensiktene med borevæsken er å binde i lagvise formasjoner ethvert fluidum som måtte finnes der. For å binde disse formasjonsfluider blir boreslammet tilført forskjellige tilsetninger slik at det hydrostatiske trykk av slammet på respektive dyp av formasjonen er tilstrekkelig til å binde formasjonsfluidet i selve formasjonen uten at det får anledning til å unnvike gjennom borehullet.

Når det er ønskelig å teste produksjonen av formasjonen, blir en teststreng senket ned i borehullet til formasjonens dybde, og formasjonsfluidet tillates så å strømme inn i strengen under et kontrollert testprogram.

Et lavere trykk blir opprettholdt i det indre av teststrengen idet denne senkes ned i hullet. Dette utføres vanligvis ved å holde en ventil i stengt stilling ved den nedre ende av strengen. Når så dybden som skal testes er nådd, blir en pakningsinnretning montert for å avtette borehullet, og dette bevirker at formasjonen stenges for virkning av det hydrostatiske trykk fra borevæsken i brøn-nens ringrom.

Ventilen ved strengens nedre ende blir deretter åpnet og formasjonsfluidet som nå er frigjort fra nevnte trykk av borevæsken, kan så strømme inn i teststrengen.

Testprogrammet inkluderer perioder med strømning

fra formasjonen og perioder hvor formasjonen er avstengt. Trykk-registreringer blir foretatt i løpet av programmet

for senere analyser og for å fastlegge kapasiteten av produksjonen. Hvis ønsket, kan en prøve av formasjonsfluidet bli tatt i et passende prøvekammer.

Ved avslutning av testprogrammet blir en sirkulasjonsventil i teststrengen åpnet hvorved formasjonsfluidet i strengen blir uttømt. Deretter blir pakningsinnretningen tatt bort, og teststrengen blir ført ut av borehullet.

Metoden som er basert på trykket i ringrommet for

å åpne og lukke testventilen og som omhandles i US-PS

3 664 415 og 3 856 085, er særlig fordelaktig ved fra-landsinstallasjoner hvor det optimalt av hensyn til sikker-het og beskyttelse av miljøet kreves at boresikringsven-tilene ("blowout preventers") holdes stengt under test-perioden.

Det totale antall av trykkpådrag i testprogrammet kan telles og anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse representerer derved et verktøy som virker slik at hvert trykkpådrag beveger innretningen ett inkrementerende trinn mot den åpne stilling. Den her omhandlede sirkulasjonsventil vil således ikke åpnes før testprogrammet er fullført.

Disse trekk omhandles også i US-PS 3 850 250.

Et typisk arrangement for utførelse av en borerigg-test fralands er vist i fig. 1. Arrangementet vil omfatte en flytende rigg 1 stasjonert over en undersjøisk opera-sjonssone 2. Brønnen omfatter et borehull 3 vanligvis foret med en foringsrørstreng 4 som strekker seg fra sonen 2

til en formasjon 5. Foringsrørstrengen 4 er utført med en rekke perforeringer ved sin nedre ende for å skaffe forbindelse mellom formasjonen 5 og det indre av borehullet 6.

Ved operasjonssonen finnes en brønnhode-innretning 7 som igjen inkluderer boresikringsventil-innretninger. Et undersjøisk lederør 8 strekker seg fra brønnhodet til den flytende rigg 1. Riggen omfatter et arbeidsdekk 9 med en derrikkran 12. Kranen bærer et heiseverk 11. Et stengeorgan 13 for brønnhodet er anordnet ved øvre ende av lede-røret 8. Organet 13 tillater nedsenkning av en formasjons-teststreng 10 i lederøret 8 og i borehullet 3 ved hjelp av heiseverket 11.

Det finnes også et tilførsels- eller materør 14 som går fra en pumpe 15 på dekket 9 til brønnhodet 7 og til et punkt nedenfor boreskringsventilene og som gjør det mulig å sette ringrommet 16 rundt testrengen 10 under trykk.

Teststrengen utgjøres av en øvre strengdel 17-som strekker seg fra riggen 1 til brønnhodet 7. Et hydraulisk drevet ventiltre (test tree) befinner seg ved enden av strengdel 17 og er forankret i brønnhodet 7 for således å understøtte den nedre del av teststrengen. Denne nedre del av teststrengen forløper fra ventiltreet 18 til formasjonen 5. En tetning 27 isolerer formasjonen 5 ved nedre ende av teststrengen 10 for å tillate strømning mellom formasjonen

5 og det indre av teststrengen 10.

Den nedre del av teststrengen 10 omfatter videre en mellomliggende rørdel 19 samt en teleskop- eller glideskjøt 20 for overføring av dreiemoment og utbalansert med hensyn til trykk og volum. En ytterligere mellomliggende rørdel 21 er anordnet for å skaffe fornøden vekt til å ansette tetningen 27 ved den nedre del av teststrengen.

En sirkulasjonsventil 22 ifølge foreliggende oppfinnelse befinner seg nær enden av teststrengen som vist. Ved nedre ende av teststrengen nedenfor ventilen 22, befinner seg også en testventil 25 som fortrinnsvis er av den type som omhandles i US-PS 3 856 085. Som det vil bli forklart nærmere i det etterfølgende vil ethvert trykkpådrag i ringrommet 16 åpne testventilen 25 og bevege sirkulasjonsventilen et inkrementerende trinn mot åpning.

En trykkmåler 26 befinner seg under testventilen 25. Måleren er fortrinnsvis av den type som har full sentral åpning slik at det kan foregå uhindret strømning gjennom hele teststrengen.

Det kan også være ønskelig å tilføye ytterligere formasjons-testutstyr i strengen 10. Hvis det f.eks. fryk-tes at teststrengen 10 kan kile seg fast i borehullet 3, er det ønskelig å anbringe et vibrerende verktøy mellom trykkmåleren 26 og tetningen 27. Dette verktøy med virkning som en "rambukk" brukes da for å utsette teststrengen for slag eller støt for å riste løs en fastkilt streng fra borehullet. I tillegg kan det være ønskelig å tilføye en sik-kerhetsskjøt mellom verktøyet og tetningen 27. En slik skjøt vil tillate at teststrengen 10 kan frakobles tetningen 27 i de tilfeller at nevnte verktøy ikke kan besørge frigjøring av en fastkilt streng.

Plasseringen av trykkmåleren kan varieres etter ønske. Måleren kan f.eks. plasseres under halestykket 28 i et passende hus som er bevegelig. I tillegg kan en ytterligere trykkmåler være i drift umiddelbart over testventilen 25 for å skaffe ytterligere data med hensyn til brønnens beskaffenhet.

Fig. 2a-2e viser i snitt den foretrukne utførelses-form. Anordningen 22 omfatter en sirkulasjonsvéntilseksjon 200, en registerseksjon 201 og en aktuatorseksjon 202. Aktuatoren har igjen en kraftstempelseksjon 203, en nitrogenkammerseksjon 204, et oljekammer 205 samt en olje-strupeseksjon 206 som befinner seg mellom seksjonene 204

og 205.

Anordningen har forøvrig en aksial boring 40 som strekker seg over hele anordningens lengde for å danne en åpen, gjennomgående kanal. Anordningen har også et ytre rørformet hus som igjen består av en øvre gjengemuffe 41 med en sirkulasjonsåpning 42, en øvre, mellomliggende husseksjon 43, en registerhusseksjon 44, en nedre, mellomliggende husseksjon 45, en husseksjon 46 for stemplet med en drivåpning 47, en forbiføringshusseksjon 48, en husseksjon 49 for nitrogenkammeret, en oljekammerhusseksjon 50 med en trykkport 51 samt en nedre gjengemuffe 52.

Sirkulasjonsventil-seksjonen 200 vist i fig. 2a omfatter en ventilhylse 55 som i normal stilling stenger sir-kulas jonsåpningen 42. Forbundet til det nedre parti av hylsen 55 befinner seg en åpningsdor 56 med en port 57 som igjen i åpen stilling kommuniserer med sirkulasjonsåpningen 42 i gjengemuffen 41. Forbundet til nedre parti av åpningsdoren 56 befinner seg en nedre strømningshylse 58. Sirkulasjonsåpningen 42 er avtettet fra boringen 40 ved hjelp av tetninger 59 og nedre tetninger 60 i hylsen 55. Tetningsringer 61 finnes også i den nedre del av hylsen 58 for å hindre at forureningsninger trenger inn i registerseksjonen 201 fra boringen 40.

Hylsen 55, åpningsdoren 56 og den nedre strømnings-hylse 58 utgjør et organ med funksjon som ventillegeme for ventilseksjonen 200.

Den nedre ende av åpningsdoren 56 er forsynt med en nedoverrettet brystning 62. En utvidelse er utført ved den nedre ende av hylsen 58 for å skaffe en oppoverrettet brystning 63. En drivdor 65 som har en radialt utoverrettet utvidelse mellom nevnte brystninger 62 og 63 finnes også. Denne utvidelse omfatter også en nedoverrettet brystning 66 som kan samvirke med brystningen 63 for å drive ventilseksjonen 200 til stengt stilling, og en oppoverrettet brystning 67 for samvirke med brystningen 62 for å drive seksjonen 200 oppover mot åpen stilling.

Som vist på fig. 2a er det tilstrekkelig avstand mellom brystningene 62 og 63 til at nevnte utvidelse på drivdoren 65 kan bevege seg opp og ned i begrenset utstrek-ning uten at selve ventillegemet 55, 56 og 58 beveges.

Med gjengeforbindelse er det til nedre ende av drivdoren 65 festet en registerdor 70. Til denne dor 70 er det igjen med gjenger festet et stempelorgan 71 med et drivstempel 72. Det vil av figurene 2a-2c fremgå at drivenheten eller aktuatoren som omfatter drivdoren 65, registerdoren 70 og stempelorganet 71 beveger seg som en enhet eller et organ under innflytelse av et trykk-differensial på begge sider av drivstemplet 72.

Opp- og nedovergående bevegelse av nevnte drivenhet blir styrt av en registerhylse 74 som vist på fig. 2b. Registerstammen 70 omfatter et par registerknaster 75 som befinner seg på motstående sider av stammen 70 og forskjø-vet 180° og som strekker seg inn i hylsen 74 for å styre den langsgående bevegelse av nevnte drivenhet.

Registerhylsen 74 omfatter et sett nedre 76, et sett midtre 77 og et sett øvre registertenner 78. To regis-terslisser 79 er anordnet 180° forskjøvet for at hylsen 74 kan føres i stilling over knastene 75 inntil knastene 75 befinner seg mellom det ønskede sett tenner. Som vist på fig. 2b er registerhylsen 74 med klaring holdt mellom en nedre ende 80 av husseksjonen 43 og en øvre ende 81 av seksjonen 45. Avstanden mellom endene 80 og 81 samt mellom registerhusseksjonen 44 og registerdoren 70 er slik valgt at hylsen 74 kan dreie seg fritt, idet knastene 75 føres mellom ønskede sett av tenner. Selve utførelsen av tennene og knastene vil bli mer detaljert forklart nedenfor i forbindelse med fig. 3-5.

Et drivkammer 83 befinner seg mellom drivenheten

og den ytre husseksjon som vist i fig. 2c. Kammeret 83 står i forbindelse med ringrommet for brønnen gjennom driv-åpningen 47.

En tetning 82 er montert i husseksjonen 45 mellom denne seksjon og registerdoren 70 for å isolere hylsen 74 fra kammeret 83.

Det nedre parti 84 av kammeret 83 danner et øvre gasskamme^-, mens drivkammeret 83 er delt av drivstemplet 72, og en tetning 85 er anordnet i stemplet 72 for å hindre at gass i det nedre parti 8 4 av kammeret blander seg med fluid fra ringrommet i øvre del av kammeret 83.

En indre rørformet hylse 92 er anordnet innerst i apparatet som vist på fig. 2d og 2e for derved å danne forbundne gasskammere mellom hylsen 92 og det ytre hus i området for husseksjonene 49 og 50.

Et hovedgasskammer 86 befinner seg mellom den indre hylse 92 og husseksjonen 49. En gasskanal 87 er anordnet gjennom forbiførings-husseksjonen 48 for å forbinde kammeret 86 med det nedre parti 84 av kammeret 83.

Det vil således være klart at det trykk som er tilstede i hovedgasskammeret 86 vil kunne avledes gjennom kanalen 87 til det nedre parti 84 under drivstemplet 72.

En tverrgående mateport 88 er anordnet i husseksjonen 48 for at det kan fylles en inertgass som nitrogen i gasskamrene og ved hjelp av en fylleventil av kjent art. En slik fylleventil er omhandlet i US-PS nr. 4 064 937. Hensiktsmessige tetninger slik som vist ved 90a, 90b og 91 er montert for å skaffe avtetning mellom det nedre parti 84 og hovedgasskammeret 86 samt den aksiale boring 40.

Et hovedoljekammer 95 er anordnet mellom den indre hylse 92 og oljehus-seksjonen 50 som vist på fig. 2e. Nedre parti av hovedgasskammeret 86 danner et øvre oljekammer 96. Dette kammer 96 har strømningsforbindelse med hovedolje-kammeret 95 via en ringformet kanal 97 mellom den indre hylse 92 og øvre del av husseksjonen 50 som vist på fig. 2d 2e.

Olje blir tilført i oljekammeret 95 og 96 ved hjelp av en påfyllingsplugg 98 i husseksjonen 50.

Nedre ende 99 av oljekammeret 95 kommuniserer med brønnringrommet 16 utenfor apparatet via en trykkport 51 i husseksjonen 50 som vist i fig. 2e. En tetning 100 sørger for avtetning av oljekammerets nedre ende 99 fra den aksiale boring 40.

Et flytende stempel 101 befinner seg i oljekammeret 95 for å skille dette hovedkammer 95 fra ringrom-fluidet i den nedre ende 99. Tetningsringer 102 og 103 er anordnet i et flytestempel 101 for å forhindre ringromfluid i den nedre ende 99 fra å blande seg med oljen fra oljekammeret 95.

Et flytende stempel 104 befinner seg i nitrogenkammeret 86 og med tetningsringer 105 og 106 for å forhindre olje i kammeret 96 fra å blande seg med nitrogenet i gasskammeret 86.

En stupehylse 110 er montert i husseksjonen 50 og befinner seg i kammeret 96 ved enden av kanalen 97. Tetningsringer 111 og 112 er anordnet i hylsen 110 slik at olje i kanalen 97 ikke kan strømme rundt hylsen 110, men må strømme gjennom to passasjer 114 og 115 i hylsen 110 for forbindelse mellom kanalen 97 og kammeret 96. Hver pas-sasje omfatter i serie en overstrømningsventil samt strupe-innretninger for å kunne styre strømningen gjennom disse passasjer 114 og 115.

Innløpspassasjen 114 omfatter en overstrømnings-ventil 118 og en struper 119. Ventilen 118 er slik ut-ført at når trykkpådraget på oljen i oljekammeret 95 og kanalen 97 overstiger et gitt trykkdifferensial overfor oljen i kammeret 96, vil ventilen 118 åpnes og struperen 119 vil langsomt strupe olje fra kanalen 97 gjennom passasjen 114 og inn i kammeret 96 inntil det forutvalgte differensial igjen er nådd og som tillater ventilen 118 å lukke. Overstrømningsventilen 118 vil hindre olje fra kammeret 9 6 å strømme inn i kanalen 97.

Passasjen 115 omfatter en overstrømningsventil 120 og en struper 121. Ventilen 120 og struperen styrer fluid-strømning ut av kammeret 96 og inn i kammeret 97. Således vil, når trykket i oljekammeret 96 overstiger trykket i kanalen 97 med forutbestemt grad, ventilen 120 åpnes og struperen 121 vil tillate at trykkdifferensialet faller langsomt inntil det forutbestemte differensial mellom kammeret 96 og kanalen 97 igjen er nådd. Ventilen 120 vil hindre oljestrømning fra kanalen 97 inn i kammeret 96.

Idet det nå vises til fig. 3-5, vil det fremgå at flere snitt av registerhylsen 74 er vist. Fig. 3 representerer et snitt av hylsen som om den var snittet etter linjene y-y og derpå utflatet slik at registertennenes form fremtrer sett utenfra og innover som når selve hylsen er fjernet og med bare tennene tilbake. Nedre tenner 76

og øvre tenner 78 er anordnet, og de midtre tenner 77 er utført forskutt fra tennene 76 og 78 slik at registerknastene 75 på registerdoren 70 vil bevege seg fra et sett av tenner til et annet under den resiproserende bevegelse

av drivenheten. Når knastene 75 befinner seg mellom nedre tenner 76 og øvre tenner 78, vil knastene bli holdt i stilling av de nedre tenner 76 når drivenheten blir styrt nedover. Når knastene 75 blir styrt oppover, vil disse bevege seg oppover til de midtre tenner 77 og vil styre kragen 74 ved hjelp av samvirkende flater 126 og 127 på respektive knaster 7 5 og tenner 7 7 samt dreie kragen rundt inntil knastene kommer i ro mellom de midtre tenner 77.

Denne operasjon kan gjentas et forutbestemt antall ganger inntil knastene 75 når frem til slisser 125, anordnet mellom utvalgte midtre tenner 77. Når knastene 75 når slissene 125, kan knastene bevege seg ytterligere oppover inntil de stoppes av øvre tenner 78.

Mens registerknastene 75 beveger seg mellom de nedre tenner 7 6 og de midtre tenner 77, kan øvre ende av drivdoren 65 bevege seg mellom brystningene 63 og 62 uten derved å bevege ventillegemet. Når knastene 7 5 beveger seg gjennom slissene, vil brystningene 67 og 62 påvirkes og drivdoren 65 skyver ventillegemet til åpen stilling slik at sirkulasjonensåpningen 42 blir satt i forbindelse med porten 57 i åpningsdoren 56. Stengning av sirkulasjonsventilen er fullført når knastene 75 beveger seg nedover gjennom slissene 125, og når brystningene 63 og 66 kommer til anlegg for å skyve ventillegemet nedover og stenger sirkulasjonsåpningen.

Fig. 4 viser et snitt av registerhylsen 74 visende en halvpart i snitt langs linjene x-x og y-y for derved å gi et forskjellig bilde av det nedre 76, det midtre 77 og det øvre sett registertenner 78.

Fig. 5 er et enderiss av øvre ende av hylsen 74. Vist her er slisser 79 gjennom hvilke knastene 75 av registerdoren 70 føres for å skaffe adgang mellom settene registertenner 76, 77 og 78. Knastene 75 beveger seg ikke ut av hylsen 74 via slissene 79 når anordningen er montert, på grunn av den begrensede bevegelse av ventilseksjonen 200 når denne går til fullt åpen stilling.

Når apparatet skal settes i drift, vil gasskammeret 86 bli ladet med inertgass til et trykk mindre enn summen av det forventede hydrostatiske trykk av brønnen ved test-dybde og avlastningstrykket av overstrømningsventilen 118. Anordningen 22 blir derpå montert i en teststreng,

og denne streng blir så senket ned i en undersjøisk olje-brønn.

Gasstrykket som pådrar drivstemplet 72, skyver drivenheten oppover. Registerknastene 75 kan herunder føres til stilling mellom tennene på de midtre tenner 77 slik at ventilseksjonen 200 blir holdt i stengt stilling, og hvorunder det maksimale antall av resiproserende bevegelser av knastene 75 mellom midtre tenner 77 og nedre tenner 76 kan foregå før slissen 125 nås.

Når ringromstrykket, idet anordningen senkes ned i brønnen, overstiger summen av trykket i kammeret 86 og avlastningstrykket av overstrømningsventilen 118, vil ventilen 118 åpnes og olje blir strupet fra kammeret 95 til kammeret 96 inntil trykket i kammeret 86 øker tilstrekkelig for å lukke ventilen 118. Det resulterende trykk i kammeret 86 er lavere enn i ringrommet. Det økede ringromstrykk via åpningen 47 og inn i kammeret 83 skyver drivstemplet 72 nedover og derved også drivenheten og de til-hørende knaster 75 nedover. På denne måte blir registerknastene 75 ført ned mellom de nedre registertenner 76. Som forklart ovenfor vil ventilseksjonen 200 holdes i stengt stilling under denne bevegelse.

Når testdybden er nådd, blir tetningen 27 montert for derved å isolere ringromsfluidet i ringrommet 16 fra formasjonen 5. Ringromstrykket blir så øket for å åpne en passende testventil 25, f.eks. en ventil som omhandles i nevnte US-PS 3 856 085. Dette økede ringromstrykk bevirker at overstrømningsventilen 118 åpnes og olje strømmer fra kammeret 95 til kammeret 96. Denne økede oljestrøm bevirker at det flytende stempel 104 blir ført oppover i kammeret 8 6 og komprimerer gassen i samme kammer. Øket ringromstrykk blir også tilført toppen av stemplet 72 i kammeret 83 og hindrer derved stemplet 72 og den tilhørende drivenhet fra å bevege seg mens ringromstrykket økes.

Ringromstrykket blir deretter plutselig redusert for på ny å stenge testventilen 25. Dette momentane trykkfall forårsaker at overstrømningsventilen 118 lukker og, etter at trykket er sunket ytterligere, at overstrømnings-ventilen 120 åpnes så olje kan føres via struperen 121 fra kammeret 96 til kammeret 95. Gasstrykkfallet i kammeret 86 vil forsinke det påfølgende trykkfall i ringrommet tilstrekkelig til at drivstemplet 72 kan beveges oppover og bevege knastene 75 til neste tann av. det midtre sett registertenner 75.

Når ringromstrykket går tilbake til det normale og det er sørget for et tilstrekkelig trykkfall ved hjelp av

struperen 121, vil overstrømningsventilen 120 bli stengt og holde gasstrykket i kammeret 8 6 høyere enn ringromstrykket. Dette eleverte gasstrykk vil holde stemplet 7 2 i øvre stilling slik at knastene 75 føres mot det midtre sett tenner 77.

Den kraft som skal til for å føre drivenheten fra en stilling til en annen, arealet av drivstemplet 72 samt strupeegenskapene av struperne 121 og 119 kan inngå i et samvirke slik at testventilen 25 kan gå fra åpen til lukket stilling eller omvendt for betjening eller påvirkning av anordningen 22. Likeså kan anordningen utføres slik at bevegelse av knastene 75 fra nedre registertenner til midtre tenner 77 ikke vil finne sted før etter at testventilen 25 har gått fra åpen til stengt stilling ved reduksjon av ringromstrykket.

En påfølgende økning av ringromstrykket for å åpne testventilen 25 vil bli overført til toppen av stemplet 72. Når ringromstrykket øker utover det eksisterende pådrags-trykk i kammeret 86, vil det oppstå et trykk-differensial over drivstemplet 72 overfor det høyere trykk i kammeret 83 som er tilført via åpningen 47. Dette differensial vil øke inntil overstrømningsventilen 118 åpner og struper olje fra kammeret 95 til kammeret 96. En passende for-sinkelse er bygget inn i struperen 119 for å sikre tid for stemplet 72 og tilhørende drivenhet å bringes nedover, idet registerknastene 75 da beveges fra mellom tenner i det midtre sett tenner til nedre tenner 76. Denne prosess kan gjentas, med resiproserende knaster 75 mellom registertennene 76 og 77 og utførelse av et testprogram for en oljebrønn inntil slissene 125 er nådd. Et tilstrekkelig antall tenner finnes i settet tenner 76 og 77 for å sikre at et program er fullført før slissene 125 nås. Det skal bemerkes at når ringromstrykket økes over trykket i kammeret 86 vil trykk-differensialet over stemplet 72 føre registerknastene 75 nedover for å holde drivdoren sikkert i den sist innsjaltede stilling.

Når slissene 125 er nådd, vil en reduksjon av ringromstrykket bevirke at den første testventil lukker og deretter at knastene 75 beveges fra de nedre tenner 76 gjennom slissene 125 til de øvre tenner 78. Ved denne bevegelse føres hylsen 55 oppover inntil sirkulasjonsåpningen 42 kommuniserer med porten 57 og derved åpner sirkulasjonsventil-seksjonen 200. Ved dette trinn er den formasjon 5 som skal testes i avstengt stilling, strømning av boreslam kan oppstå mellom ringrommet 16 og det indre av teststrengen, og formasjonsfluid i teststrengen kan strømme opp til overflaten. Et tilstrekkelig antall tenner finnes i det øvre sett tenner 78 og i det midtre sett tenner slik at knastene 75 kan resiprosere mellom de øvre og midtre tenner i avhengighet av de trykkvariasjoner som kan opptre under sirkulasjonsprosessen. Etter operasjonen kan teststrengen demonteres fra brønnen ved å ta bort tetningen 27, eller et nytt testprogram kan gjennomføres.

Hvis det ønskes utført en ny test av formasjonen, eller hvis det ønskes å behandle formasjonen, kan sirkulasjonsventilen lukkes på ny. Strømningskanalen gjennom strengen kan stenges ved overflaten i nærheten av brønn-hodets stengeorgan 13, og trykkøkninger kan alternativt tilføres ringrommet. Disse trykkøkninger bevirker at registerknastene 75 resiproserer mellom øvre tenner 78 og midtre tenner 77 inntil slissene 125 nok en gang er nådd. Etter at slissene 125 er nådd, kan knastene 75 føres nedover idet de stenger sirkulasjonsventilseksjonen 200, og knastene får en stilling mellom de midtre tenner 77 og de nedre tenner 76. Stengningen av seksjonen 200 kan observeres ved overflaten ved å måle trykket i ringrommet

16 samt trykket i strømningskanalen av borestrengen. Med seksjonen 200 stengt vil et økende trykk i ringrommet ikke bli overført det indre av teststrengeji. Etter at sirkulasjonsventilseksjonen 200 er avstengt kan et nytt testprogram for formasjonen 5 iverkset-tes. Hvis det aktuelle testutstyr i teststrengen er av den type som har full sentral åpning, kan dette senkes ned i bunnen gjennom den da helt åpne strømningskanal. Endelig kan kjemikalier eller materialer for behandling av brønnen innmates gjennom samme åpne streng og ned i formasjonen ved å pumpe nevnte materialer gjennom strengen fra overflaten. Herunder kan den ventil som er isolert fra trykket og som omhandles i US-PS 3 964 544 brukes i forbindelse med den foretrukne testventil 25. Bruken av en slik ventil (pressure operated isolation valve) vil også overflødiggjøre behovet for mekanisk å lukke en avstengningsventil før igangsetting av den testmetode som er beskrevet i før nevnte US-PS 3 964 544.

I tillegg til åpning og stengning av en sirkulasjons-ventilseks jon 200 som her beskrevet, kan drivenheten 202 ifølge oppfinnelsen brukes for å drive andre typer av test-verktøy og utstyr, slik som f.eks. en testventil. Et slikt verktøy overflødiggjør behovet for en mekanisk betjent avstengningsventil som den omhandlet i US-PS 3 856 086, men innebærer et apparat hvor pådragstrykket fra et gasskammer vil samvirke med ringromstrykket, idet verktøyet blir senket i borehullet og slik at et forholdsvis høyt gasstrykk ikke vil kreves ved overflaten.

Claims (2)

1. Anordning ved en sirkulasjonsventil (22) for innkobling i en teststreng (10) og som betjenes i avhengighet av trykkendringer i borevæsken i ringrommet som omgir teststrengen når denne er nedført i en brønnboring (3) fra overflaten til en formasjon (5) som skal testes, hvilken anordning (22) inkluderer et rørformet hus (41, 43, 44, 45, 46, 48, 49, 50, 52) med en aksial boring (40) gjennom samme og med en sirkulasjonsåpning (42) som skaffer fluidumforbindelse mellom brønnboringen (3) utenfor huset og den aksiale boring (40), en ventilhylse (55) glidbart anordnet i den aksiale boring (40) og bevegelig mellom en første stilling som hindrer fluidumforbindelse gjennom sirkulasjonsåpningen (42) inn i den aksiale boring (40) , og en annen stilling som åpner sirkulasjonsåpningen (42) og tillater fluidumforbindelse gjennom sirkulasjonsåpningen (42) inn i den aksiale boring (40) , en drivåpning (47) gjennom husets vegg, en drivdor (65, 71) for betjening av ventilhylsen (55) og glidbart anordnet i den aksiale boring, tosidige stempelorganer på drivdoren (65, 71) for bevegelse av drivdoren i avhengighet av trykkendinger i borebrønnen, og forspenningsorganer (86) mellom drivdoren (65, 71) og det rørformede hus for påføring av en forspenning til den ene side av stempelorganenes drivstempel (72) for å bevege drivdoren (65, 71) som følge av trykkreduksjon i brønn-boringen (3) i en retning som er motsatt bevegelsesretnin-gen for drivdoren (65, 71) som følge av trykkøkning som virker på den annen side av stemplet gjennom åpningen (47), karakterisert ved registerorganer omfattende en registerdor (70) som er innkoblet i drivdoren (65, 71) og en registerhylse (74) som kan dreies i huset (44) rundt registerdorens (70) omkrets og hvormed ventilhylsen (55) kan beveges fra sin første stilling til sin annen stilling i avhengighet av et på forhånd fastlagt antall bevegelser av drivdoren (65, 71) og for etterfølgende bevegelse av sirkulasjonsventilen (55) fra sin annen stilling til sin første stilling avhengig av et senere fastlagt antall bevegelser av drivdoren (65, 71).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at registerorganene videre omfatter tre sett (76, 77, 78) registertenner i registerhylsen (74), et sett (76, 78) rundt den indre omkrets av hver ende av registerhylsen og et sett (77) rundt den indre omkrets av midten av registerhylsen (74), idet det midtre sett (77) av registertenner mangler en tann periodisk for å skaffe en gjennomgang fra settet registertenner (76, 78) ved den ene ende av registerhylsen (74) til registertennene (78, 76) ved den annen ende av registerhylsen gjennom nevnte midtre registertenner, og knastorganer (75) på den ytre omkrets av registerdoren (70)innrettet for bevegelse mellom settene (76, 77, 78) av registertenner og med flater for inngrep med registertennene for dreining av hylsen (74) rundt omkretsen når knastorganene (75) beveges til inngrep med registertennene (76, 77, 78), idet knastorganene (75) er dimensjonert for bevegelse gjennom kanalen anordnet gjennom de midtre registertenner (77) for periodisk bevegelse av knastorganene (75) fra mellom de midtre registertenner (77) og registertennene (76, 78) ved en ende av registerhylsen til mellom de midtre registertenner og registertennene (78, 76) ved den annen ende av registerhylsen (74), og hvor ventilhylsen (55) er innrettet for å være i sin første stilling når knastorganene er mellom de nevnte midtre registertenner (77) og et sett (76) registertenner på den ene ende av registerhylsen (74) og nevnte sirkulasjonsventil er i sin annen stilling når knastorganene er mellom de midtre registertenner (77) og det annet sett registertenner (78) på den annen ende av registerhylsen (74).