NO327545B1 - Device for injecting fluids - Google Patents

Abstract

Foreliggende oppfinnelse vedrører en overflatekontrollert anordning utformet for injeksjon av fluider i en brønn, typisk en offshore brønn for petroleumsproduksjon og gassinjeksjon/gassløftesystem for fluidinjeksjon. Anordningen omfatter et ytre hult hus (1) med i det minste et innløp og utløp og et indre legeme (2) bevegelig i en langsgående retning inne i det ytre huset (1). Et innløp, i form av en variabel åpning, er forbundet, gjennom en hovedsakelig langsgående boring av det indre legemet, med i det minste en slisse. Den foreliggende oppfinnelse vil gi et fluid som forlater anordningen et minimum av energi- eller trykktap over anordningen.The present invention relates to a surface controlled device designed for injecting fluids into a well, typically an offshore well for petroleum production and a gas injection / gas lift system for fluid injection. The device comprises an outer hollow housing (1) with at least one inlet and outlet and an inner body (2) movable in a longitudinal direction inside the outer housing (1). An inlet, in the form of a variable opening, is connected, through a substantially longitudinal bore of the inner body, with at least one slot. The present invention will provide a fluid leaving the device with a minimum of energy or pressure loss across the device.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for injeksjon av fluid i en olje-brønn, typisk en oljebrønn for petroleumsproduksjon, og særlig for en gassløfteven-til som benyttes for å injisere høytrykksgass inn i en rørledningsstreng anordnet i en oljebrønn i den hensikt å lufte og/eller fortrenge væsken i rørledningsstrengen, for derved å løfte væsken til overflaten eller toppen av oljebrønnen. The present invention relates to a device for injecting fluid into an oil well, typically an oil well for petroleum production, and in particular to a gas lift valve which is used to inject high-pressure gas into a pipeline string arranged in an oil well with the intention of venting and/or displace the liquid in the pipeline string, thereby lifting the liquid to the surface or top of the oil well.

Ved å produsere hydrokarboner, medregnet vann, blje, olje med innblandet gass og gass, fra en geologisk formasjon, benyttes det naturlige trykk i formasjonen for å løfte hydrokarbonene oppover til bakkeoverflaten. Dette trykk kan avta over brøn-nens levetid og vil kreve hjelp for å forbedre løftet, hvor dette kan gjøres ved å til-føre energi kunstig til væsken eller mediumet i produksjonsrøret. En kjent måte å øke løftet på, er å injisere et medium i produksjonsrøret. Denne injeksjon gjøres vanligvis ved å tvinge mediumet ned ringrommet mellom produksjonsrøret, hvilket produksjonsrør fører hydrokarboner til overflaten, og (stål) foringsrøret til brønnen, videre gjennom en anordning for injeksjon og inn i produksjonsrøret. Her vil mediumet blandes med hydrokarbonene, for på denne måten å redusere den samlede tettheten til blandingen, som vil medføre at løftet i oljebrønnen forbedres. Mediumet som skal injiseres i produksjonsrøret er vanligvis gass eller vann, selv om også andre bestanddeler, slik som brønnstimuleringsfluid etc. også kan benyttes. By producing hydrocarbons, including water, mud, oil with mixed gas and gas, from a geological formation, the natural pressure in the formation is used to lift the hydrocarbons up to the ground surface. This pressure can decrease over the life of the well and will require help to improve the lift, where this can be done by adding energy artificially to the liquid or medium in the production pipe. A known way to increase lift is to inject a medium into the production pipe. This injection is usually done by forcing the medium down the annulus between the production pipe, which production pipe carries hydrocarbons to the surface, and the (steel) casing to the well, further through an injection device and into the production pipe. Here, the medium will be mixed with the hydrocarbons, in order in this way to reduce the overall density of the mixture, which will result in the lift in the oil well being improved. The medium to be injected into the production pipe is usually gas or water, although other components, such as well stimulation fluid etc. can also be used.

Egenskapene og/eller strømningen til den injiserte gass eller vann må imidlertid kontrolleres, idet parametere som trykk, hastighet, tetthet etc. er kritiske i forhold til å oppnå de mest gunstige betingelser i produksjonsrøret. De to mest vanlige typer av gass- eller vannkontrollanordninger som benyttes for å kontrollere det injiserte medium inn i produksjonsrøret er gassløfteventiler og åpninger. However, the properties and/or flow of the injected gas or water must be controlled, as parameters such as pressure, velocity, density etc. are critical in relation to achieving the most favorable conditions in the production pipe. The two most common types of gas or water control devices used to control the injected medium into the production pipe are gas lift valves and orifices.

Andre produksjonsfremmede fremgangsmåter foreligger, gjennom installasjon av undervanns- eller underjordiske elektrisk drevne pumper eller andre elementer for å assistere produksjonsstrømmen ut av produksjonsrøret. Other production-promoting methods exist, through the installation of underwater or underground electrically driven pumps or other elements to assist the production flow out of the production pipe.

Den grunnleggende ide for alle slike fremgangsmåter er å drive mer hydrokarboner ut av reservoaret. The basic idea behind all such methods is to drive more hydrocarbons out of the reservoir.

Flere ulike prinsipper for å drive en gassinjeksjonsventil er kjent, en av disse er ba-sert på venturiprinsippene, for eksempel som beskrevet i WO 2004/092537 Al. En annen tilnærming er å ha en sentral spindel med en ytre tetningsoverflate og en gjennomgående strømning mellom et ytre hus og den sentrale spindelen over tet-ningsoverflatene, for eksempel som beskrevet i CA 02461485 Al. Several different principles for operating a gas injection valve are known, one of which is based on the venturi principles, for example as described in WO 2004/092537 Al. Another approach is to have a central spindle with an outer sealing surface and a continuous flow between an outer housing and the central spindle over the sealing surfaces, for example as described in CA 02461485 Al.

Ytterligere eksempler på ventiler som benyttes i forbindelse med injeksjon av fluider i en oljebrønn er vist i US 4.565.215, US 5.070.902 og US 5.190.106. Ventilene omfatter et ytre hus og i dette anordnet et bevegelig legeme. Ved å utsette det indre bevegelige legemet for et trykk, vil ventilen kunne styres mellom en lukket og åpen posisjon. Further examples of valves used in connection with the injection of fluids into an oil well are shown in US 4,565,215, US 5,070,902 and US 5,190,106. The valves comprise an outer housing and in this a movable body is arranged. By subjecting the internal movable body to a pressure, the valve will be able to be controlled between a closed and an open position.

Et vanlig problem som oppstår i forbindelse med gassløft, er strømningsustabilitet hvor dette er kjennetegnet ved store strømningsrater og trykksvingninger som kan medføre alvorlige separasjons- og gassinjeksjonsfordelingsproblemer. Disse gassløfteustabilitetene er forbundet med lavproduksjonsbrønner som har et stort ringrom og/eller produserer ved lave gassinjeksjonsrater. I tillegg kan gassløf-teustabilitet også forekomme om strømningen gjennom en gasskontrollanordning er i det subkritiske strømningsområdet. I det kritiske eller akustiske strømningsområ-det, påvirker ikke produksjonstrykket gasstrømningsraten gjennom anordningen og strømningsustabilitet kan ikke forekomme. Gasskontrollanordningen kan tenkes å være i det kritiske eller akustiske strømningsområdet med minst mulig differanse-trykk over anordningen. A common problem that arises in connection with gas lift is flow instability, where this is characterized by large flow rates and pressure fluctuations that can cause serious separation and gas injection distribution problems. These gas lift instabilities are associated with low production wells that have a large annulus and/or produce at low gas injection rates. In addition, gas lift instability can also occur if the flow through a gas control device is in the subcritical flow range. In the critical or acoustic flow region, the production pressure does not affect the gas flow rate through the device and flow instability cannot occur. The gas control device can be thought of as being in the critical or acoustic flow area with the least possible differential pressure across the device.

For å forhindre strømningsustabiliteter, kan man øke gassinjeksjonsraten og/eller To prevent flow instabilities, one can increase the gas injection rate and/or

strupe produksjonen av hydrokarboner ved brønnhodet. Dette vil imidlertid medføre i at gassinjeksjonen må gjennomføres over den mest økonomiske raten og struping-en reduserer produksjonsraten. Derfor er det økonomiske innvendinger mot de vanlige foranstaltninger for behandling av gassløfteustabiliteter. throttle the production of hydrocarbons at the wellhead. This will, however, mean that the gas injection must be carried out above the most economical rate and throttling reduces the production rate. Therefore, there are economic objections to the usual measures for treating gas lift instabilities.

Det er derfor et formål med foreliggende oppfinnelse å redusere og muligens lette disse problemene. It is therefore an object of the present invention to reduce and possibly alleviate these problems.

Det er videre et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en anordning som eliminerer eller reduserer strømningsustabilitet. It is further an object of the present invention to provide a device which eliminates or reduces flow instability.

Det er også et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en anordning med et lavt driftsdifferensialtrykk. It is also an object of the present invention to provide a device with a low operating differential pressure.

Disse formål oppnås med en anordning for injeksjon av fluid ifølge oppfinnelsen som angitt i det vedlagte selvstendige krav, hvor utførelser av oppfinnelsen er gitt i de uselvstendige kravene. These purposes are achieved with a device for injecting fluid according to the invention as stated in the attached independent claim, where embodiments of the invention are given in the non-independent claims.

Foreliggende oppfinnelse er tiltenkt for å tilveiebringe en anordning for å endre strømningskarakteristikkene som eliminerer eller reduserer strømningsustabiliteter, hvor anordningen omfatter et ytre hult hus med et indre legeme (en såkalt dart). Det indre legemet er bevegelig i den langsgående retningen av det ytre huset og omfatter en indre boring. For å tillate fluid å strømme gjennom anordningen, er både det ytre huset og det indre legemet utformet med i det minste et innløp og utløp, hvor det indre legemet forhindrer gjennomgang gjennom anordningen i en lukket posisjon. Når et differensialtrykk over anordningen ved en gitt verdi er stort nok, vil det indre legemet bli tvunget til å beveges til en åpen posisjon. I denne posisjon samsvarer utløpene i det indre legemet og det ytre hule huset med hverandre, for derved å tillate fluidet som skal injiseres i produksjonsrøret å strømme gjennom. Dette differensialtrykk kan være et fluidtrykk som virker på overflatene av det indre legemet, hvilke overflater kan utsettes for ulike fluider. Disse fluider kan være brønnfluid på en eller flere av overflatene, for å styre anordningen eller injeksjonsfluid på en overflate og brønnfluid på en annen overflate eller kombinasjoner. Ifølge et aspekt kan trykkforskjellen over det indre legemet bli understøttet av i det minste et for-håndsbestemt trykkbalansert elastisk element for å åpne og lukke anordningen. The present invention is intended to provide a device for changing the flow characteristics which eliminates or reduces flow instabilities, where the device comprises an outer hollow housing with an inner body (a so-called dart). The inner body is movable in the longitudinal direction of the outer housing and comprises an inner bore. To allow fluid to flow through the device, both the outer housing and the inner body are designed with at least one inlet and outlet, the inner body preventing passage through the device in a closed position. When a differential pressure across the device at a given value is large enough, the inner body will be forced to move to an open position. In this position, the outlets in the inner body and the outer hollow housing match each other, thereby allowing the fluid to be injected into the production pipe to flow through. This differential pressure can be a fluid pressure that acts on the surfaces of the inner body, which surfaces can be exposed to different fluids. These fluids can be well fluid on one or more of the surfaces, to control the device or injection fluid on one surface and well fluid on another surface or combinations. According to one aspect, the pressure difference across the inner body can be supported by at least one predetermined pressure-balanced elastic element to open and close the device.

Innløpet til det indre legemet er forbundet til utløpet av det indre legemet gjennom den indre boringen, hvor innløpet er i form av en variabel åpning. Med en variabel åpning skal det i denne søknaden forstås at åpningen endres i form over dens lengde, når sett i den langsgående retningen av anordningen. Åpningen er videre en separat enhet som kan monteres til det indre legemet gjennom en gjengeforbindelse, hvorved den følger bevegelsen til det indre legemet, eller åpningen kan festes til det indre legemet ved ulike lim, låsering(er), justeringsskrue(r) etc. The inlet of the inner body is connected to the outlet of the inner body through the inner bore, where the inlet is in the form of a variable opening. By a variable opening, it is to be understood in this application that the opening changes in shape over its length, when seen in the longitudinal direction of the device. The opening is also a separate unit that can be mounted to the inner body through a threaded connection, whereby it follows the movement of the inner body, or the opening can be fixed to the inner body by various glues, locking ring(s), adjusting screw(s), etc.

Ifølge en annen utførelse kan åpningen påmonteres eller festes til den indre overflaten av det ytre hule huset med for eksempel lim, gjengede forbindelser etc. According to another embodiment, the opening can be attached or attached to the inner surface of the outer hollow housing with, for example, glue, threaded connections, etc.

For å oppnå en kritisk strømning gjennom anordningen, har åpningen en variabel utforming over sin lengde. I en første utførelse er åpningen delt inn i en innløpsdel, en midtre del og en utløpsdel, hvor innløps- og utløpsdelene har form av en rettlinjet avkortet kjegle. Lengden av hver av delene, når sett i den langsgående retningen av anordningen, kan være forskjellig, hvor dette vil avhenge av mediumet som benyttes i anordningen etc. Mediumet som benyttes vil også påvirke utformingen av de ulike delene, hvor dette for eksempel kan medføre at innløpsdelen har en større åpningsvinkel enn utløpsdelen. Den indre overflaten (veggene) av innløps- og ut-løpsdelene danner en vinkel med en horisontallinje, hvor denne linjen er en tenkt forlengelse av den indre overflaten til den midtre delen. In order to achieve a critical flow through the device, the opening has a variable design over its length. In a first embodiment, the opening is divided into an inlet part, a middle part and an outlet part, where the inlet and outlet parts have the shape of a rectilinear truncated cone. The length of each of the parts, when seen in the longitudinal direction of the device, can be different, where this will depend on the medium used in the device etc. The medium used will also affect the design of the various parts, where this can for example result in the inlet part has a larger opening angle than the outlet part. The inner surface (walls) of the inlet and outlet parts form an angle with a horizontal line, this line being an imaginary extension of the inner surface of the middle part.

De indre overflatene av åpningen vil gi minimal motstand mot strømningen av medium idet mediumet strømmer gjennom åpningen. Dette kan oppnås ved å maskinere de indre overflatene av hver del eller å belegge den indre overflaten med et be-legg. The inner surfaces of the opening will provide minimal resistance to the flow of medium as the medium flows through the opening. This can be achieved by machining the inner surfaces of each part or coating the inner surface with a coating.

Den avkortede kjeglen kan i alternative utførelser av foreliggende oppfinnelse ha sider som er krumlinjet, for eksempel konvekse eller konkave eller enhver annen form, hvor både innløps- og utløpsdelen kan være utformet med samme form. Det kan også tenkes at innløps- og utløpsdelen kan være kombinasjoner av de ovenfor beskrevne former, for eksempel kan innløpsdelen ha en konkav form mens utløpsde-len kan ha en konveks eller rettlinjet indre overflate. In alternative embodiments of the present invention, the truncated cone can have sides that are curvilinear, for example convex or concave or any other shape, where both the inlet and outlet parts can be designed with the same shape. It is also conceivable that the inlet and outlet parts can be combinations of the shapes described above, for example the inlet part can have a concave shape while the outlet part can have a convex or rectilinear inner surface.

Den midtre delen av åpningen kan i en første utførelse av oppfinnelsen ha en indre uniform og rettlinjet overflate, som er parallell med overflaten til den langsgående boringen til det indre legemet. Tverrsnittet til den midtre delen kan videre være mindre enn tverrsnittet til den langsgående boringen. Den indre overflaten til den midtre delen kan også ha andre former, for eksempel en utvidende eller økende form, krumlinjet etc. The middle part of the opening can, in a first embodiment of the invention, have an inner uniform and rectilinear surface, which is parallel to the surface of the longitudinal bore of the inner body. The cross-section of the central part can furthermore be smaller than the cross-section of the longitudinal bore. The inner surface of the middle part can also have other shapes, for example a widening or increasing shape, curvilinear etc.

Det er også mulig at en senterakse av den midtre delen er forskjøvet sammenlignet med en senterakse for den langsgående boringen, hvor dette vil gi at den indre overflaten til den midtre delen er forskjøvet, men parallell, med den indre overflaten til den indre boringen. It is also possible for a central axis of the central part to be offset compared to a central axis of the longitudinal bore, where this would mean that the internal surface of the central part is offset, but parallel, to the internal surface of the internal bore.

I nok en utførelse kan en endeterminering av utløpsdelen forlenges en lengde inn i In yet another embodiment, an end termination of the outlet part can be extended a length into

den langsgående boringen. Dette kan resultere i, som beskrevet ovenfor, at åpningen ikke må monteres til det indre legemet, men kan på passende måter forbindes til den indre overflaten av det ytre huset. Endetermineringen kan for eksempel være en hyl-se som er montert til utløpsdelen, hvor hylsen har en diameter som er noe mindre enn den indre diameter av den indre boringen. Dette vil medføre at bare det indre legemet beveges når trykket er stort nok til å bevege det til en åpen posisjon. the longitudinal bore. This can result, as described above, in that the opening does not have to be fitted to the inner body, but can be suitably connected to the inner surface of the outer housing. The end determination can, for example, be a sleeve which is fitted to the outlet part, where the sleeve has a diameter which is somewhat smaller than the inner diameter of the inner bore. This will mean that only the inner body is moved when the pressure is great enough to move it to an open position.

Åpningsenheten kan fremstilles fra ethvert hensiktsmessig materiale, for eksempel i et metallisk eller annet støpt/form støpt eller duktilt materiale. En fagmann vil vite hvordan dette kan gjøres. The opening unit can be made from any suitable material, for example in a metallic or other cast/mould cast or ductile material. A professional will know how this can be done.

Selv om anordningen ovenfor er henvist til som en gassinjeksjonsanordning, skal det forstås at prinsippene for anordningen også kan benyttes for andre typer av injeksjonsventiler. Dette kan for eksempel være når anordningen benyttes for injeksjon av andre bestanddeler slik som brønnstimulerende fluider, skjæreinjeksjon, vanninjeksjon etc. Although the device above is referred to as a gas injection device, it should be understood that the principles of the device can also be used for other types of injection valves. This could be, for example, when the device is used for injection of other components such as well stimulating fluids, cutting injection, water injection etc.

Disse trekk ved den foreliggende oppfinnelsen vil tilveiebringe en anordning hvor strømningsbanen til injeksjonsfluidet hovedsakelig er mindre buktet enn andre kjente gassinjeksjonsventiler, på grunn av en mer direkte strømning gjennom boringen i det indre legemet og direkte ut gjennom slissene. Dette gir også mindre trykktap over anordningen. Ved å utforme innløpene, åpningen, utløpene og slissene på anordningen, kan en oppnå den ønskede effekt med hensyn på strømningsmønster og slitasje. Foreliggende oppfinnelse er også en forenklet anordning med få elementer sammenlignet med flesteparten av andre kjente injeksjonsventiler. Dette gir dess-uten en mer pålitelig anordning. Foreliggende oppfinnelse har også et relativt stort strømningsareal gjennom anordningen, sammenlignet med flesteparten av andre kjente injeksjonsventiler av samme størrelse. These features of the present invention will provide a device where the flow path of the injection fluid is mainly less curved than other known gas injection valves, due to a more direct flow through the bore in the inner body and directly out through the slots. This also results in less pressure loss across the device. By designing the inlets, opening, outlets and slots on the device, the desired effect can be achieved with regard to flow pattern and wear. The present invention is also a simplified device with few elements compared to the majority of other known injection valves. This also provides a more reliable device. The present invention also has a relatively large flow area through the device, compared to most other known injection valves of the same size.

Ovenstående og andre formål, trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå fra føl-gende mer detaljerte beskrivelse av foretrukne, ikke begrensende utførelser av oppfinnelsen, som illustrert i de medfølgende tegninger, hvor The above and other purposes, features and advantages of the invention will be apparent from the following more detailed description of preferred, non-limiting embodiments of the invention, as illustrated in the accompanying drawings, where

Figur 1 viser et tverrsnitt av en første utførelse av den foreliggende oppfinnelsen. Figure 1 shows a cross-section of a first embodiment of the present invention.

På figur 1 er det vist en første utførelse av en anordning ifølge oppfinnelsen, hvor anordningen benyttes som en gassløfteventil som skal anordnes i en brønnstrøm. En fagmann vil forstå hvordan dette gjøres og dette er derfor ikke beskrevet i søknaden. Figure 1 shows a first embodiment of a device according to the invention, where the device is used as a gas lift valve to be installed in a well stream. A professional will understand how this is done and this is therefore not described in the application.

På figur 1 omfatter anordningen, som normalt benyttes som en gassløfteventil, et ytre hult hus 100 med et indre bevegelig legeme 2 innvendig i det ytre hule huset 100. Det indre legemet 2 er bevegelig mellom en lukket og en åpen posisjon av anordningen, og i denne utførelsen er den vist i en åpen posisjon. Det ytre hule huset 100 er i denne utførelsen fremstilt av en hoveddel 1 og en nese 11. Nesen 11 er forbundet til hoveddelen 1 med passende innretninger, for eksempel med en gjengeforbindelse. I det ytre hule huset 100 er det anordnet et eller flere innløp 14 for injeksjonsfluid, hvor disse innløpene 14 er anordnet rundt omkretsen av det ytre huset In Figure 1, the device, which is normally used as a gas lift valve, comprises an outer hollow housing 100 with an inner movable body 2 inside the outer hollow housing 100. The inner body 2 is movable between a closed and an open position of the device, and in in this embodiment it is shown in an open position. In this embodiment, the outer hollow housing 100 is made of a main part 1 and a nose 11. The nose 11 is connected to the main part 1 with suitable devices, for example with a threaded connection. In the outer hollow housing 100, one or more inlets 14 for injection fluid are arranged, where these inlets 14 are arranged around the circumference of the outer housing

100.1 den viste utførelsen er det ytre hule huset 100 innrettet med fire slisser, to og to plassert ovenfor hverandre. Innløpene 14 er i kontakt med en injeksjonsfluidkilde (ikke vist). På motsatt ende av det ytre huset 100, det vil si i nesen 11, er det anordnet et eller flere utløp 5, hvor disse utløpene 5 også er anordnet rundt omkretsen av nesen 11. 100.1 in the embodiment shown, the outer hollow housing 100 is arranged with four slots, two and two placed one above the other. The inlets 14 are in contact with an injection fluid source (not shown). At the opposite end of the outer housing 100, that is in the nose 11, one or more outlets 5 are arranged, where these outlets 5 are also arranged around the circumference of the nose 11.

Fra innløpene 14 strømmer injeksjonsfluidet inn i et indre hulrom 15 i det ytre hule huset 100 gjennom en åpning 4 og inn i en indre boring 3 i det indre legemet 2. Åpningen 4 i denne utførelsen er en separat enhet, men er montert med en gjengeforbindelse 7 på en utside av en ende av det indre legemet 2, og danner derfor en del av den indre boringen 3. Boringen 3 strekker seg i en langsgående retning av det indre legemet 2 fra en ende av det indre legemet 2 og nesten til den andre enden av det indre legemet 2. Injeksjonsfluidet vil deretter i en åpen posisjon av ventilen strømme gjennom en eller flere slisser 6 som leder fra den indre boringen 3 til utsi-den av det indre legemet 2.1 det viste eksempelet er fire slisser 6 anordner rundt omkretsen av det indre legemet 2, men det kan selvsagt være anordnet færre eller flere slisser 6 rundt omkretsen av det indre legemet 2.1 en åpen posisjon av ventilen er slissene 6 i det indre legemet 2 rettet inn med utløpene 5 i det ytre hule huset 100, for derved å lede injeksjonsfluidet ut i prosessfluidstrømmen. Injeksjonsfluidet vil i denne åpne posisjonen av anordningen derfor ha et strømningsmønster med et minimum antall avbøyninger og/eller andre hindringer, hvor dette vil resultere i mi-nimale trykktap over ventilen. From the inlets 14, the injection fluid flows into an inner cavity 15 in the outer hollow housing 100 through an opening 4 and into an inner bore 3 in the inner body 2. The opening 4 in this embodiment is a separate unit, but is mounted with a threaded connection 7 on an outside of one end of the inner body 2, and therefore forms part of the inner bore 3. The bore 3 extends in a longitudinal direction of the inner body 2 from one end of the inner body 2 and almost to the other end of the inner body 2. The injection fluid will then, in an open position of the valve, flow through one or more slits 6 leading from the inner bore 3 to the outside of the inner body 2.1 the example shown is four slits 6 arranged around the circumference of the inner body 2, but of course fewer or more slits 6 can be arranged around the circumference of the inner body 2.1 an open position of the valve, the slits 6 in the inner body 2 are aligned with the outlets 5 in the outer hollow housing 100 , thereby leading the injection fluid into the process fluid flow. In this open position of the device, the injection fluid will therefore have a flow pattern with a minimum number of deflections and/or other obstacles, where this will result in minimal pressure losses across the valve.

Som det kan ses av figuren omfatter det indre legemet 2 en ringformet ventiltet-ningsoverflate 19, med en hovedsakelig konisk formet overflate. Denne overflaten 19 er anordnet nær en ende av det indre legemet 2 med enden av den konisk forme-de overflaten med den største diameteren, lengst vekk fra slissene 6 i det indre legemet 2. Slissene 6 er anordnet nær en ende av det indre legemet 2, og overflaten 19 nærmere samme ende av det indre legemet 2. Tetningsoverflaten 19 i det indre legemet 2 samvirker med et ventilsete 20 anordnet i det ytre hule huset 100. Ventilsetet 20 i det ytre hule huset 100 er anordnet på den relativt sett andre siden av slissene 6 og utløpene 5, hvor disse er rettet inn ovenfor hverandre i en åpen posisjon av ventilen, sammenlignet med tetningsoverflaten 19 i det indre legemet 2, sett i den langsgående retningen av anordningen. I en lukket posisjon beveges det indre legemet 2 relativt det ytre hule huset 100 slik at tetningsoverflaten 19 støter mot ventilsetet 20, som gir en tettende, metall-til-metall tetning for ventilen. I denne lukkede posisjonen vil slissene 6 i det indre legemet 2 være posisjonert inne i ventilen og utløpene 5 i det ytre hule huset 100 på den andre siden av samvirkningen mellom den tettende overflaten 19 og ventilsetet 20. Tetningsoverflaten på det indre legemet 2 og ventilsetet 20 i det ytre hule huset 100 vil i en åpen posisjon av anordningen være i det minste delvis dekket av andre elementer i anordningen, henholdsvis det ytre hule huset 100 og det indre legemet 2. As can be seen from the figure, the inner body 2 comprises an annular valve sealing surface 19, with a mainly conically shaped surface. This surface 19 is arranged near one end of the inner body 2 with the end of the conically shaped surface with the largest diameter furthest away from the slits 6 in the inner body 2. The slits 6 are arranged near one end of the inner body 2 , and the surface 19 closer to the same end of the inner body 2. The sealing surface 19 in the inner body 2 cooperates with a valve seat 20 arranged in the outer hollow housing 100. The valve seat 20 in the outer hollow housing 100 is arranged on the relatively other side of the slots 6 and the outlets 5, where these are aligned opposite each other in an open position of the valve, compared to the sealing surface 19 of the inner body 2, seen in the longitudinal direction of the device. In a closed position, the inner body 2 is moved relative to the outer hollow housing 100 so that the sealing surface 19 abuts against the valve seat 20, which provides a tight, metal-to-metal seal for the valve. In this closed position, the slots 6 in the inner body 2 will be positioned inside the valve and the outlets 5 in the outer hollow housing 100 on the other side of the interaction between the sealing surface 19 and the valve seat 20. The sealing surface of the inner body 2 and the valve seat 20 in the outer hollow housing 100 will in an open position of the device be at least partially covered by other elements in the device, respectively the outer hollow housing 100 and the inner body 2.

Åpningen 4 har et viktig formål i anordningen og det er å oppnå en kritisk strøm-ning for injeksjonsmediet, hvor dette oppnås ved å dele åpningen 4 i tre ulike deler, nemlig en innløpsdel 8, en midtre del 9 og en utløpsdel 10, som leder injeksjonsmediet inn i den indre boringen 3. Selv om det på figuren er vist at åpningen er bestå-ende av tre deler skal det forstås at åpningen 4 også kan deles inn i flere deler. Delene 8, 9, 10 er forbundet med hverandre og kan fremstilles ved å maskinere åpningsenheten 4 eller ved støping. En fagmann vil vite hvordan dette kan gjøres. The opening 4 has an important purpose in the device and that is to achieve a critical flow for the injection medium, where this is achieved by dividing the opening 4 into three different parts, namely an inlet part 8, a middle part 9 and an outlet part 10, which leads the injection medium into the inner bore 3. Although it is shown in the figure that the opening consists of three parts, it should be understood that the opening 4 can also be divided into several parts. The parts 8, 9, 10 are connected to each other and can be produced by machining the opening unit 4 or by casting. A professional will know how this can be done.

I denne utførelsen er lengden av de ulike delene 8, 9, 10 av åpningen 4, når sett i den langsgående retningen av anordningen, ulik, men de kan også være av samme lengder. Innløpsdelen 8 og utløpsdelen 10 har en form av en avkortet og rettlinjet kjegle. Indre overflater eller vegger av innløpsdelen 8 og utløpsdelen 10 danner en vinkel 13 med en horisontal linje 12, hvor denne horisontale linjen 12 er en tenkt forlengelse av den indre overflaten til den midtre delen 9. Vinkelen 13 (åpningsvinkelen) kan for eksempel være opp til 80 grader, og i den viste utførelse er åpningsvinkelen til innløpsdelen 8 større enn åpningsvinkelen til utløpsdelen 10. Innløpsde-len 8 vil videre snevre inn til samme form eller tverrsnitt som den midtre delen 10 har. In this embodiment, the length of the various parts 8, 9, 10 of the opening 4, when seen in the longitudinal direction of the device, is different, but they can also be of the same length. The inlet part 8 and the outlet part 10 have the shape of a truncated and rectilinear cone. Inner surfaces or walls of the inlet part 8 and the outlet part 10 form an angle 13 with a horizontal line 12, where this horizontal line 12 is an imaginary extension of the inner surface of the middle part 9. The angle 13 (the opening angle) can for example be up to 80 degrees, and in the embodiment shown, the opening angle of the inlet part 8 is greater than the opening angle of the outlet part 10. The inlet part 8 will further narrow in to the same shape or cross-section as the middle part 10 has.

Den midtre delen 10, som forbinder innløpsdelen 8 og utløpsdelen 10, er utformet som en boring, hvor den indre overflaten er uniform og rettlinjet. En senterakse 21 i den midtre delen 9 sammenfaller med en senterakse 21 til den indre boringen 3, og den indre overflaten til den midtre delen 9 er derfor parallell med den indre overflaten til den indre boringen 3. Den midtre delen 9 har videre en mindre diameter enn den indre boringen 3. The middle part 10, which connects the inlet part 8 and the outlet part 10, is designed as a bore, where the inner surface is uniform and rectilinear. A central axis 21 of the central part 9 coincides with a central axis 21 of the inner bore 3, and the inner surface of the central part 9 is therefore parallel to the inner surface of the inner bore 3. The central part 9 also has a smaller diameter than the inner bore 3.

Utløpsdelen 10 vil ha sitt minste tverrsnitt hvor den er forbundet til den midtre delen 9, og vil deretter vide ut når sett i den langsgående retningen av anordningen inntil den forbindes med den indre boringen 3. The outlet part 10 will have its smallest cross-section where it is connected to the middle part 9, and will then widen when seen in the longitudinal direction of the device until it is connected to the inner bore 3.

Tverrsnitt tatt langs plan perpendikulære til åpningens 4 senterakse 21 har en sirku-lær form. Andre geometrier kan imidlertid være mulige. Cross section taken along a plane perpendicular to the central axis 21 of the opening 4 has a circular shape. However, other geometries may be possible.

I en utførelse av den foreliggende oppfinnelsen er åpningen 4 fremdeles formet som en avkortet kjegle, men de indre overflatene eller veggene til innløpsdelen 8 og ut-løpsdelen 10 er utformet konkavt. In an embodiment of the present invention, the opening 4 is still shaped like a truncated cone, but the inner surfaces or walls of the inlet part 8 and the outlet part 10 are designed concavely.

Når anordningen benyttes som en gassløfteventil, entrer trykksatt gass ved injek-sjonstrykk anordningen gjennom innløpene 16 og inn i det indre hulrom 15 i det ytre hule huset 100, og strømmer deretter gjennom åpningen 4. Den trykksatte gassen vil oppnå en økning i strømningshastigheten og reduksjon i trykket gjennom innløpsdelen 8 i åpningen 4, hvor disse parametrene "stabiliseres" i den midtre delen 9 av åpningen 4; over utløpsdelen 10 vil strømningshastigheten for den trykksatte gassen avta, mens trykket vil øke inntil den komprimerte gassen entrer den indre boringen 3, gjennom hvilken parametrene igjen "stabiliseres". Gassen slippes deretter ut gjennom slissene 6 og utløpene 5 ved produksjonstrykket, og gassen passerer inn i produksjonsrøret. When the device is used as a gas lift valve, pressurized gas enters the device at injection pressure through the inlets 16 and into the inner cavity 15 of the outer hollow housing 100, and then flows through the opening 4. The pressurized gas will achieve an increase in the flow rate and decrease in the pressure through the inlet part 8 in the opening 4, where these parameters are "stabilized" in the middle part 9 of the opening 4; above the outlet part 10, the flow rate of the pressurized gas will decrease, while the pressure will increase until the compressed gas enters the inner bore 3, through which the parameters are again "stabilized". The gas is then released through the slots 6 and the outlets 5 at the production pressure, and the gas passes into the production pipe.

Bare elementer som vedrører oppfinnelsen er beskrevet og en fagmann vil forstå at et ytre hult hus eller indre legeme kan dannes i en enhet eller bestå av flere for-bundne elementer, og at innløpene må forbindes til en fluidkilde som skal injiseres, at det burde være hensiktmessige festeanordninger for å feste ventilen i prosessflu-idstrømmen, og at det eksempelvis selvsagt vil anordnes tetningselement mellom flere elementer som standard. Fagmannen vil også forstå at en kan gjøre flere end-ringer og modifikasjoner av de beskrevne og viste utførelser som ligger innenfor omfanget av oppfinnelsen slik den er definert i de følgende krav. Only elements relating to the invention are described and a person skilled in the art will understand that an outer hollow housing or inner body can be formed in one unit or consist of several connected elements, and that the inlets must be connected to a source of fluid to be injected, that it should be appropriate fastening devices to fasten the valve in the process fluid flow, and that, for example, a sealing element will naturally be arranged between several elements as standard. The person skilled in the art will also understand that one can make several changes and modifications to the described and shown embodiments that are within the scope of the invention as defined in the following claims.

Claims (9)

1. Anordning for injeksjon av fluider i et prosessfluid, for bruk i en oljebrønn, om-fattende et ytre hult hus (100) med i det minste et innløp (14) og et utløp (5) og et indre legeme (2) bevegelig i en langsgående retning innvendig i det ytre hule huset (100) for derved å danne en lukket og åpen tilstand av anordningen, hvor bevegelsen av det indre legemet (2) styres av differansetrykket over anordningen, hvor det indre legemet (2) videre omfatter en hovedsakelig langsgående boring (3) med et utløp (5) i form av i det minste en slisse (6) fra boringen (3) til en utside av det indre legemet (2), karakterisert ved at den indre boringen (3) ved et innløp omfatter en åpning (4) med et variabelt tverrsnitt langs den langsgående aksen av boringen (3).1. Device for injecting fluids into a process fluid, for use in an oil well, comprising an outer hollow housing (100) with at least one inlet (14) and one outlet (5) and an inner body (2) movable in a longitudinal direction inside the outer hollow housing (100) to thereby form a closed and open state of the device, where the movement of the inner body (2) is controlled by the differential pressure across the device, where the inner body (2) further comprises a mainly longitudinal bore (3) with an outlet (5) in the form of at least one slot (6) from the bore (3) to an outside of the inner body (2), characterized in that the inner bore (3) at an inlet includes an opening (4) with a variable cross-section along the longitudinal axis of the bore (3). 2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at åpningen (4) er en adskilt enhet, montert til det indre legemet (2) gjennom en gjengeforbindelse.2. Device according to claim 1, characterized in that the opening (4) is a separate unit, mounted to the inner body (2) through a threaded connection. 3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at åpningen (4) er delt i en innløpsdel (8), en midtdel (9) og en utløpsdel (10), hvor innløps- og utløpsdelen (8, 10) har form av en avkortet kjegle.3. Device according to claim 1, characterized in that the opening (4) is divided into an inlet part (8), a middle part (9) and an outlet part (10), where the inlet and outlet part (8, 10) have the shape of a truncated cone. 4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at sidene i den avkortede kjeglen er rettlinjede.4. Device according to claim 3, characterized in that the sides of the truncated cone are rectilinear. 5. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at sidene i den avkortede er krumlinjede.5. Device according to claim 3, characterized in that the sides in the truncated one are curvilinear. 6. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at innløpsdelen (8) har en bredere åpningsvinkel enn utløpsdelen (10).6. Device according to claim 3, characterized in that the inlet part (8) has a wider opening angle than the outlet part (10). 7. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at midtdelen (9) har en indre ensartet overflate som er hovedsakelig parallell med den langsgående boringen (3) i det indre legemet (2), og hvor et tverrsnitt av midtdelen (9) er mindre enn et tverrsnitt av den langsgående boringen (3).7. Device according to claim 3, characterized in that the central part (9) has an inner uniform surface which is essentially parallel to the longitudinal bore (3) in the inner body (2), and where a cross-section of the central part (9) is smaller than a cross-section of the longitudinal bore ( 3). 8. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at en endeavslutning av utløpsdelen (10) er forlenget en lengde inn i den langsgående boringen (3).8. Device according to claim 3, characterized in that an end closure of the outlet part (10) is extended a length into the longitudinal bore (3). 9. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at senteraksen til midtdelen (9) er forskjøvet i forhold til en senterakse av den indre boringen (3).9. Device according to claim 3, characterized in that the central axis of the central part (9) is offset in relation to a central axis of the inner bore (3).