NO332985B1 - Fremgangsmater for behandling av ±n eller flere soner av en bronnboring og et rorfort fraktureringsverktoy for bronner. - Google Patents

Abstract

Et rørført brønnbehandlingsverktøy med flere operasjonsstillinger innbefatter et rørformig hus og en innvendig rørdel som innbyrdes kan posisjoneres i "setnings"-, "behandlings"-, "dumpings"-og "frigjørings"-stillinger ved hjelp av en mekanisk indekseringsmekanisme. Indekseringsmekanismen forspennes av en fjær, eksempelvis en gasskompresjonsfjær eller en mekanisk fjær, som spenner det rørformige huset vekk fra rørkoplingen til den innvendige rørdelen, slik at det ikke er nødvendig med setningskrefter (eng: set-down forces) for å aktivere eller indeksere verktøyet. Behandlingsverktøyet forankres i brønnforingsrøret ved hjelp av hydraulikktrykk-aktiverte knaster, noe som eliminerer det typiske behovet for aktivering av forankringen ved hjelp av setningskrefter. Behandlingsverktøyet forsegles i foringsrøret av trykkaktiverte pakninger som aktiveres av hydraulikktrykket i fluid som forsynes via føringsrøret. Verktøyet innbefatter en omløpskanal for å muliggjøre kommunikasjon mellom sonene ovenfor og nedenfor verktøyet mens dette isolerer intervallet som skal behandles.

Description

Med dette kreves prioritet fra U.S. Provisional søknad nr. 60/275 270, innlevert 12. Mars 2001, hvilken søknad innlemmes her som referanse for alle formål.

Foreliggende oppfinnelse angår generelt verktøy for splitting eller isola-sjon av formasjonsintervaller (formation interval straddle tools) som anvendes for frakturering av en formasjonssone eller andre formasjonsbehandlingsoperasjoner. Mer spesifikt angår foreliggende oppfinnelse et rørført be-handlingsverktøy med flere stillinger innbefattende "setnings"-, "behandlings"-, "dumpings"- og "frigjørings"-stillinger som oppnås ved hjelp av en mekanisk indekseringsmekanisme som lastes av en kompresjonsgass- eller mekanisk returfjær og som ikke krever setningskrefter (eng: set-down forces) for aktivering. Enda mer spesifikt angår foreliggende oppfinnelse et behandlings-verktøy som forankres ved hjelp av injeksjonstrykkaktiverte knaster eller innsatser (eng: buttons) og forsegles mot brønnforingsrøret ved hjelp av injeksjonstrykkaktiverte pakninger. Denne oppfinnelsen angår også et be-handlingsverktøy som tilveiebringen en omløpskanal gjennom det isolerte intervallet for å muliggjøre kontinuerlig kommunikasjon mellom sonene ovenfor og nedenfor det splittede intervallet når verktøyet er "satt" eller engasjert under formasjonsbehandlingsprosessen.

Nyeste teknikk innenfor kveilrør (CT) -førte isoleringsverktøy som anvendes for kveilrørsfrakturering er i alminnelighet enten 1) verktøy med øvre og nedre skålpakninger (eng: cup packers) med én enkelt operasjonsstilling ("behandling") eller 2) verktøy med en øvre skålpakning og en nedre, mekanisk settbar kompresjonspakning (eng: squeeze packer) og minst tre operasjonsstillinger ("frigjøring","setning/behandling" og "dumping").

Verktøy av den første typen krever tilbakesirkulering etter frakturering av en sone for å fjerne slemningen som blir værende i kveilrøret og mellom skålene. Dette er en alvorlig begrensning i soner der trykket er lavt og ikke mulig-gjør en pålitelig tilbakesirkulering og av sikkerhetshensyn som følge av det å muliggjøre tilbakestrømning av brønnfluider til overflaten gjennom kveilrøret. Disse verktøyene er i alminnelighet begrenset til operasjon grunnere enn et effektivt vertikalt dyp (TVD) på omtrent 1500 meter (5000 fot) på grunn av de store stempelkreftene (eng: swabbing forces) i kveilrøret under forsøk på til bakehenting (eng: pull-out-of-hole) (POOH) etter behandlingen fordi fluidet i ringrommet må bringes til overflaten i den nedre skålen. Videre begrenser nyeste teknikk innenfor skålpakningsteknologien generelt fraktureringsdifferensialene til omtrent 421,8 kg / cm<2>og til brønner med et målt dyp (MD) som er mindre enn 3050 meter (10000 ft) på grunn av slitasje på eller erosjon av skålene.

Nyere fremskritt innenfor formasjonsfraktureringsteknikken adresserer noen av disse problemene. For eksempel begrenser en omløpskanal i verktøyet som muliggjør kontinuerlig kommunikasjon fra sonen ovenfor splittingsintervallet til sonen nedenfor de store stempelkreftene ved tilbakehenting. Videre eliminerer en hydraulisk drevet dumpingsventil (eng: dump valve) behovet for tilbakesirkulasjon i enkelte brønner. Selv med disse fremskrittene er det imidlertid ikke mulig å operere i brønner der det er store undertrykk, i brønner med et maksimalt dyp som er større enn omtrent 3050 meter eller i brønner der fraktureringsdifferensialene overstiger 421,8 kg / cm<2>.

Verktøy av den andre typen har alle begrensningene som følger med dualskål-type verktøyene bortsett fra at de kan opereres i brønner med et totalt dyp (TD) som er omtrent 3050 meter ettersom det ikke opptrer store stempel-krefter under tilbakehenting etter at den konvensjonelle kompresjonspakningen er frigjort. Det er fortsatt påkrevet med tilbakesirkulasjon fordi slemningen vil erodere pakningen dersom den dumpes over kompresjonspakningen. I tillegg er verktøyet begrenset til moderate dyp som følge av erosjonsslitasje av den enkeltstående skålen.

En mekanisk styrt dumpingsventil kan kombineres med den mekanisk opererte kompresjonspakningen slik at J-mekanismen, indekserings- eller skiftemekanismen, til verktøyet har tre stillinger: "frigjøring","setning/behandling" og "dumping". "Dumpings"-stillingen muliggjør teoretisk sett utlikning av trykket over kompresjonspakningen før frigjøring og dumping av slemning nedenfor verktøyet uten tilbakesirkulering. Verktøy av denne typen innbefatter imidlertid typisk ingen omløpskanal, slik at fluid som fortrenges nedenfor frakturerings-verktøyet med makt må fortrenges "(eng: bullheaded)" inn i formasjonssoner nedenfor verktøyet. Denne praksisen er ikke ønskelig på grunn av potensiell skade på formasjonen. Verktøy av denne typen anvender typisk en mekanisk pakning som settes ved å anvende en setningslast fra rørstrengen som brukes til å føre og posisjonere verktøyet. Anvendelse av en setningslast begrenser operasjonen i dype avviksbrønner på grunn av helisk knekning av kveilrøret fordi kveilrøret normalt ikke kan anvendes for overføring av setningslaster til verktøyet for å sette pakningen. Videre er forankrings-holdekiler på en mekanisk aktivert pakning utsatt for fastlåsning som følge av slemning som dumpes til formasjonssonene nedenfor verktøyet.

Fra US 4,671,352 fremgår det en anordning for selektiv innsprøytning av behandlingsfluider i jordformasjoner. Anordningen er tilpasset for å bli båret i en brønnboring fra en rørstreng og omfatter øvre og nedre teleskopelementer tilpasset for selektiv bevegelse mellom øvre og nedre driftsposisjoner for styring av innsprøytningen av behandlingsfluider inn i én eller flere jordformasjoner som krysses av brønnboringen.

Fra US 6,315,041 fremgår det et isolasjonsverktøy for flere soner samt en fremgangsmåte for stimulering og testing av en undergrunnsbrønn. Fra publikasjonen fremgår det et verktøy for isolering av segmenter i en brønn-boring.

Fra US 5,381,862 fremgår det et kveilrørsoperert fullåpnings-kompletteringsverktøysystem for bruk i en brønnboring.

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for behandling av én eller flere soner som penetreres av en brønnboring med et foringsrør i boringen. Foringsrøret er perforert ved brønndypet ved én eller flere soner for kommunikasjon av fluid med sonen eller sonene. Fremgangsmåten omfatter innføring av et kveilrørført behandlingsverktøy i brønnforingsrøret til brønndypet ved en valgt sone. Minst én forankningsanordning og minst én pakningsanordning aktiveres ved påføring av behandlingsfluidtrykk. Behandlingsverktøyet forankres og forsegles i foringsrøret for å etablere en isolert foringsrørseksjon for behandlingsaktivitet igangsatt av fluidtrykket. En løftekraft på kveilføringsrøret med påfølgende frigjøring av løftekraften anvendes for å oppnå indeksering av nevnte behandlingsverktøy til en behandlingsstilling drevet av en fjærspenningskraft. Formasjonsbehandlingsfluid under trykk kommuniseres gjennom føringsrøret og nevnte behandlingsverktøy inn den isolerte seksjonen av foringsrøret for å behandle formasjonen i den valgte sonen. Fremgangsmåten omfatter videre påføring av en løftekraft til kveilerøret i motsatt retning i forhold til den fjærpåførte kraften for sjalting av behandlingsverktøyet fra behandlingstilstanden til en dumpingstilstand som tillater uttømming av fluid inne i rør - og behandlingsverktøyet og inn i forings-røret under behandlingsverktøyet. Når verktøyet er i nevnte dumpingstilstand og når foringsrøret under verktøyet er fylt med fluid, forflytter nevnte fluid som løs-gjøres inn i foringsrøret under behandlingsverktøyet, brønnboringsfluid under verktøyet gjennom uhindret omløpspassasje gjennom verktøyet og inn i brønn-boringen over verktøyet.

Den foreliggende oppfinnelse kan tilveiebringe et rørført behandlings-verktøy som inkorporerer pakninger som aktiveres hydraulisk og som kan skiftes til en hvilken som helst av fire mulige stillinger eller moduser, nemlig "setning", "behandling", "dumping" og "frigjøring" flere ganger under én tur inn i en brønn.

Det kan et ytterligere være et mål ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et behandlingsverktøy som skiftes til forskjellige stillinger eller moduser ved hydraulisk styrt posisjonering, og således unngå behovet for anvendelse av setningskrefter for å aktivere verktøyet og tilveiebringe en effektiv kveilrørføring av verktøyet og trykk-kommunikasjon gjennom kveilrøret for operasjon av verktøyet.

Det kan ytterligere være et annet mål ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et nytt behandlingsverktøy som opprettholder kommunikasjonen mellom foringsrørseksjoner ovenfor og nedenfor formasjonsintervallet som isoleres av verktøyet under behandlingsprosessen for å muliggjøre utveksling av fluid i brønnforingsrøret og gjennom formasjonen som splittes av splitte-verktøyet.

Det kan ytterligere være et mål ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et nytt behandlingsverktøy som tilveiebringer drenering av væske som vil kunne samles opp inne i rørstrengen ovenfor verktøyet og muliggjøre skylling gjennom verktøyet.

Videre vedrører oppfinnelsen et kveilrørført behandlingsverktøy for brønner innbefattende et foringsrør perforert ved brønndypet ved minst én produksjonssone. Behandlingsverktøyet omfatter et rørformig hus som innbefatter minst én trykkaktivert pakning og minst én trykkaktivert forankringsanordning for forsegling og forankring av nevnte rørformige hus i foringsrøret, og videre en behandlingsport og en dumpingsport. En innvendig rørdel er konstruert for å koples til kveilrøret for kveilrørføring inne i foringsrøret og for tilførsel av behandlingsfluid undertrykk til nevnte behandlingsverktøy. Nevnte innvendige rørdel kan beveges til valgte stillinger inne i nevnte rørformige hus og innbefatter minst én behandlingsport og minst én dumpingsport. En fjær påfører en kontinuerlig en spennkraft mot nevnte rørformige hus og mot nevnte innvendige rørdel for å bevege nevnte innvendige rørdel nedover i forhold til nevnte rørformige hus. En indekseringsmekanisme av J-slisse type styrer selektivt innbyrdes nevnte rørformige hus og nevnte innvendige rørdel til flere operasjonsstillinger i forhold til hverandre som reksjon på lineær syklisk bevegelse av nevnte innvendige rørdelselement i forhold til nevnte rørformede hus ved selektiv påføring av en trekkraft på nevnte kveilrør og nevnte indre rørformede element og ved nevnte drivende kraft fra nevnte fjær ved avlastning av nevnte trekkraft. Verktøyet omfatter videre en struktur som definerer en uhindret fluidkommuniserende omløpspassasje inne i nevnte rørformede element for opprettholdelse av kommunikasjon av foringsrørseksjoner over og under behandlingsverktøyet i en av nevnte behandlingsverktøysmodi. I korte trekk kan oppfinnelsen være rørført isoleringsverktøy med flere operasjonsstillinger for frakturering eller andre formasjonsbehandlingsoperasjoner og innbefatter et rørformig hus omfattende forankringsanordninger og tetnings-elementer for å forankre og forsegle verktøyet i et brønnforingsrør. En innvendig rørdel er teleskopisk bevegelig montert i det rørformige huset og kan bringes i forskjellige posisjoner relativt det rørformige huset og med det definere verk-tøyets forskjellige stillinger eller moduser. Forankringene og pakningene, for eksempel kompresjons-type pakninger, berører ikke veggene i foringsrøret når de ikke er aktivert. Verktøy-skiftemekanismen, for eksempel en J-mekanisme, har fire stillinger: "setning", "behandling", "dumping" og "frigjøring". Verktøyets "frigjørings"-modus kan også karakteriseres som "krisefrigjørings"-modus, og oppnås ganske enkelt ved å anvende en oppoverrettet kraft eller løftekraft på den innvendige rørdelen og opprettholde løftekraften til frigjøringen av verktøyet er oppnådd. J-mekanismen forspennes i motsatt retning av løftekraften med en nitrogenfjær, slik at det ikke er nødvendig med setningskrefter for aktivering av mekanismen. Verktøyet er under operasjonen forankret ved hjelp av trykkaktiverte knaster eller innsatser (eng: buttons) ved den øvre enden av verktøyet og er i forseglende kontakt med brønnforingsrøret via trykkaktiverte kompresjonspakningen Videre er det tilveiebrakt en omløpskanal som forløper gjennom verktøyet til områder ovenfor og nedenfor pakningene og som muliggjør kontinuerlig kommunikasjon mellom brønnboringsseksjonene ovenfor og nedenfor det isolerte intervallet med verktøyet forankret til og i forseglende kontakt med brønnforingsrøret. Omløpskanalen gjør det mulig å pumpe fluid gjennom verk-tøyet og inn i foringsrøret nedenfor verktøyet for å fortrenge foringsrørfluid oppover gjennom verktøyet til foringsrøret ovenfor verktøyet. Behandlingsverktøyet er et flersetningsverktøy som nede i nedihullsmiljøet kan frigjøres og settes på nytt i forskjellige stillinger, slik at det er mulig å gjennomføre mange formasjons-behandlingsaktiviteter uten at det er nødvendig å tilbakehente verktøyet fra brønnen.

Behandlingsverktøyet kan bringes mellom sine "setnings"-, "behandlings"-, "dumpings"- og "frigjørings"-stillinger eller operasjonsmåter uten at det er nødvendig å anvende en setningskraft mot verktøyet. Verktøyet aktiveres til sin forankrede og satte stilling i foringsrøret ved hjelp av hydraulisk trykk, som er et trykkdifferensial som oppnås ved strømning av fluid gjennom en setningsport. Etter at verktøyet er forankret og satt i foringsrøret stenges setningstrykket inne på en slik måte at forankringene opprettholder det forankrende inngrepet i foringsrøret og pakningene forblir aktiverte. Deretter kan pumpingen opphøres uten at verktøyet frigjøres fra sin satte og aktiverte tilstand. Skifting eller indeksering av verktøyet til dets "frigjørings"-modus oppnås ved å anvende en oppoverrettet kraft eller trekkraft på den innvendige rørdelen, og skifting eller indeksering av verktøyet til dets "setnings"-, "behandings"- eller "dumpings"-stilling oppnås ved å trekke i verktøyet med en oppoverrettet kraft som beveger den innvendige rørdelen oppover i forhold til det forankrede og forseglede rørformige huset og deretter avlaste trekkekraften slik at den innvendige rør-delen beveges nedover drevet av nitrogenfjæren eller en annen dertil egnet anordning. Den oppoverrettede og den nedoverrrettede bevegelsen av den innvendige rørdelen relativt det rørformige huset styres av en indekseringsmekanisme også kjent som en J-mekanisme.

For at fremgangsmåten med hvilken de ovennevnte egenskapene, for-delene og målene ifølge foreliggende oppfinnelse oppnås skal forstås i detalj er det nedenfor gitt en mer detaljert beskrivelse av oppfinnelsen, som kort opp-summert ovenfor, som tar for seg den foretrukne utførelsesformen derav, som illustreres i de vedlagte figurene.

Det skal imidlertid bemerkes at de vedlagte figurene kun illustrerer en typisk utførelsesform av foreliggende oppfinnelse, og at de således ikke skal betraktes som begrensende for dennes rekkevidde, for oppfinnelsen kan realiseres i form av andre, like virkningsfulle utførelsesformen

Figurene 1A, 1B og 1C er skjematiske seksjonssnitt i lengderetningen og viser en øvre, en mellomliggende og en nedre seksjon av et behandlingsverktøy som innbefatter prinsippene ifølge foreliggende oppfinnelse, med behandlings-verktøyet i sin "setnings"-stilling eller-modus, for eksempel for innføring eller tilbakehenting av verktøyet i en brønn; Figurene 2A, 2B, 2C, 2D og 2E er seksjonssnitt i lengderetningen og viser en øvre seksjon, tre suksessive mellomliggende seksjoner og en nedre seksjon av et rørført behandlingsverktøy som representerer den foretrukne utførelsesformen av og beste operasjonsmåte for foreliggende oppfinnelse, idet behandlingsverktøyet er illustrert i sin "setnings"-stilling eller -modus; Figur 2F er et tverrsnitt tatt langs linjen 2F-2F i figur 2E, og viser en midlertidig skjærpinne-låsemekanisme for frigjørbar fastgjøring av det rør-formige huset og den innvendige rørdelen i verktøyets "setnings"-stilling; Figurene 3A, 3B, 3C, 3D og 3E er seksjonssnitt i lengderetningen og viser en øvre seksjon, suksessive mellomliggende seksjoner og en nedre seksjon av behandlingsverktøyet i figurene 2A-2E, med behandlingsverktøyet vist i sin "behandlings"- eller "frakturerings"-stilling eller -modus for injeksjon av fluid under trykk i en valgt formasjon for å behandle denne; Figur 3F er et tverrsnitt tatt langs linjen 3F-3F i figur 3A, og viser detaljene av forankringsknastene eller holdekilene som låser posisjonen til det rørformige huset av behandlingsverktøyet i foringsrøret; Figurene 4A, 4B, 4C, 4D og 4E er seksjonssnitt i lengderetningen og viser en øvre seksjon, suksessive mellomliggende seksjoner og en nedre seksjon av behandlingsverktøyet ifølge foreliggende oppfinnelse, med behandlingsverktøyet i sin "dumpings"-stilling eller -modus for å dumpe eller drenere fluid i foringsrøret og føringsrøret ned i brønnen nedenfor verktøyet for å minimere løftekraften som er nødvendig for å tilbakehente verktøyet eller bevege det oppover i inne foringsrøret; Figurene 5A, 5B, 5C, 5D og 5E er seksjonssnitt i lengderetningen og viser en øvre seksjon, suksessive mellomliggende seksjoner og en nedre seksjon av behandlingsverktøyet ifølge foreliggende oppfinnelse, med behandlingsverktøyet i sin "frigjørings"-stilling eller -modus, for eksempel for krisefrigjøring av verktøyet fra brønnforingsrøret og drenering eller dumping av fluid i foringsrøret og føringsrøret for å tilveiebringe en enklere tilbakehenting eller oppoverrettet bevegelse inne i foringsrøret; Figur 6 er en diagrammatisk illustrasjon av indekserings- eller J-mekanismen for selektivt å bringe behandlingsverktøy-mekanismen til verktøyets forskjellige operasjonsstillinger eller -moduser. Figur 7 er en referansetabell over "setnings"-, "behandlings"-("frakturerings"), "dumpings"- og "frigjørings"-stillingene til behandlingsverktøyet ifølge foreliggende oppfinnelse, og lister tilstanden til forskjellige verktøy-komponenter i hver av disse stillingene, med henvisning til diagrammet i figur 6.

Nå med henvisning til figurene, og først til figurene 1A, 1B og 1C, er det vist skjematiske illustrasjoner av den øvre, den mellomliggende og den nedre seksjonen av frakturerings- eller behandlingsverktøyet ifølge foreliggende oppfinnelse, angitt generelt med 10, posisjonert inne i foringsrøret 12 i en brønn i operativ samvirkning med perforeringer 14 som på forhånd er tilveiebrakt i foringsrøret 12 ved anvendelse av en perforeringspistol eller en annen per-foreringsanordning.

Frakturerings- eller behandlingsverktøyet 10 omfatter et rørformig hus 16 med en øvre forankringsseksjon 18 innbefattende én eller flere forankringsmottakere 56 inne i hvilke én eller flere forankringsanordninger 58, vanligvis kalt "knaster" eller "holdekiler", fastgjøres på en frigjørbar måte. Forankringsanordningen 58 kan beveges fra en inntrukket stilling der den ikke er i kontakt med den innvendige overflaten i foringsrøret 12 til en forankringsstilling i gripende eller låsende kontakt med foringsrørets innvendige overflate. Når forankringsanordningen 58 er inntrukket kan fraktureringsverktøyet 10 lett beveges inn i eller ut av brønnforingsrøret via kveilrøret. Forankringsmottakerne 56 er plassert i kommunikasjon med trykket i et fraktureringsfluid eller behandlingsfluid som pumpes til verktøyet 10 gjennom kveilrøret, slik at hydraulisk aktivering av forankringsanordningen 58 oppnås ved ganske enkelt å styre trykket i fluidet som pumpes til verktøyet.

Det rørformige huset 16 gir også understøtte for minst én, og fortrinnsvis et par av med mellomrom tilveiebrakte, trykkaktiverte pakninger; en øvre pakning 22 og en nedre pakning 24. Siden verktøyet 10 er konstruert for forma-sjonsfrakturering ved anvendelse av en fraktueringsslemning som trykkover-føringsmedium, kan et enkeltstående pakningsverktøy anvendes under om-stendigheter der den ønskede seksjonen av brønnforingsrøret nedenfor verk-tøyet for eksempel isoleres ved hjelp av en nedre broplugg, sanddumpings-plugg (eng: dump sand plug) eller liknende. I tilfellet med fraktureringsverktøy som anvender med mellomrom posisjonerte pakninger for å isolere en seksjon av brønnforingsrøret derimellom, kan den øvre pakningen trykkaktiveres direkte, dvs. settes, av trykket i frakturerings- eller behandlingsfluidet i den isolerte seksjonen mens den nedre pakningen aktiveres av det hydrauliske trykket i behandlingsfluidet som pumpes til verktøyet gjennom kveilrøret. Pakningene er fortrinnsvis av kompresjons- eller sammenklemningstypen som aktiveres av behandlingsfluidet under trykk og således eksponeres for behandlingstrykket, noe som bedrer tetningsevnen. Det skal imidlertid bemerkes at pakningene også kan være av en oppumpbar type eller en skåltype. Kommunikasjonen av trykket til forankringsanordingen 58 og pakningene 22, 24 er slik at et forbestemt initielt trykk forårsaker aktivering av forankringsanordningen, slik at frakturerings- eller behandlingsverktøyet 10 forankres i foringsrøret 12. Deretter vil et økt trykk i fraktureringsslemningen eller et annet behandlingsfluid forårsake at pakningenes tetningsevne bedres som følge av trykket i fraktureringsslemningen eller et annet behandlingsfluid. Et eventuelt trykkdifferensial som måtte ha utviklet seg over pakningene vil således ikke bevege behandlingsverktøyet i foringsrøret ettersom pakningenes forbedrede tetningsevne også øker deres friksjonsmotstand mot trykkdrevet bevegelse.

Det er tilveiebrakt en injeksjons- eller fraktureringsport 26 i det rørformige huset som vist i den mellomliggende seksjonen av verktøyet i figur 1B for å føre behandlings- eller fraktureringsfluidet under trykk til en isolert ringromsseksjon 29 mellom frakturerings- eller behandlingsverktøyet 10 og foringsrøret 12 og mellom de øvre og nedre pakningene 22 og 24. Behandlings- eller fraktureringsfluidet under trykk føres deretter til formasjonen rundt foringsrøret gjennom perforeringene 14 for å frakturere formasjonen. Behandlings- eller fraktureringsfluidet er typisk i form av en slemning inneholdende et partikkel-materiale kjent som "proppemiddel" som bringes inn i de trykkskapte formasjonssprekkene og propper formasjonen slik at sprekkene ikke lukkes. Proppe-middelet bidrar også til å skape nye strømningsveier gjennom formasjonen, slik at strømningen av råolje, naturgass og andre formasjonsfluider fra formasjonen til brønnboringen, og således produksjonen fra formasjonen, økes. En må være klar over at behandlingsfluidet kan velges blant en rekke fluider som typisk injiseres i undergrunnsformasjoner for å stimulere produksjonen av hydro-karboner, inklusive for eksempel syre, vann og fluider inneholdende innestengte gasser så som nitrogen eller karbondioksyd.

I sin nedre ende er det rørformige huset 16 tilveiebrakt med en dumpingsport 28, som vist i figur 1C, posisjonert nedenfor den nedre pakningen 24 for å føre eller drenere fluid som strømmer ut fra kveilrøret, frakturerings-verktøyet og den isolerte ringromsseksjonen 29 og inn i foringsrøret 12 nedenfor verktøyet 10. Dette skjer kun i utvalgte stillinger for frakturerings-verktøyet, som skal diskuteres mer i detalj nedenfor.

En innvendig rørdel 30 kan beveges rettlinjet inne i det rørformige huset 16 og innbefatter en øvre konnektor 32 som fortrinnsvis er konstruert for å koples til et kveilrør 34 som anvendes for innføring og tilbakehenting av verk-tøyet 10, for å transportere fluider under trykk til verktøyet slik at dette forankres og forsegles i foringsrøret og for å behandle formasjonen som isoleres av verk-tøyet. Selv om kveilrør er den foretrukne førings- og trykkfluid-tilførsels-anordningen for verktøyet ifølge foreliggende oppfinnelse, skal det presiseres at det ikke er meningen å begrense foreliggende oppfinnelse til kun kveilrørsførte verktøy. Innenfor tanken bak og rekkevidden til foreliggende oppfinnelse kan andre anordninger for føring av verktøy og tilførsel av fluid under trykk, som for eksempel koplede rørseksjoner, anvendes uten at en avgår fra tanken bak eller rekkevidden til foreliggende oppfinnelse. Føring ved hjelp av kveilrør gir imidlertid effektive formasjonsbehandlingsoperasjoner, spesielt dersom det er nødven-dig å behandle et betydelig antall produksjonssoner for å bedre en brønns produktivitet, mens en samtidig minimerer kostnadene ved og tiden som er nød-vendig for behandlingsoperasjonene. Som nevnt ovenfor er det ikke vanlig å anvende kveilrør for innføring og tilbakehenting av behandlingsverktøy, fordi det typisk er nødvendig med en nedoverrettet setnings- eller indekseringskraft. Ettersom verktøyet ifølge foreliggende oppfinnelse aktiveres og indekseres ved hjelp av strekk-krefter og fjær-returkrefter, er det ikke nødvendig med nedoverrettede setningskrefter. Denne egenskapen muliggjør effektiv anvendelse av kveilrørførte verktøy.

Den innvendige rørdelen 30 forsegles mot det rørformige huset 16 ved hjelp av tetninger 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50 og 52, og kan beveges oppover i en teleskopisk relasjon i det rørformige huset 16 ved anvendelse av en strekkraft i kveilrøret 34 og nedover av returfjærkrefter. Konstruksjonen til det rørfor-mige huset 16 og den innvendige rørdelen 30 definerer sammen et variabelt volum-returfjærkammer 54 som fortrinnsvis er fylt med en komprimert gass så som nitrogen slik at det tilveiebringer en gasskompresjonstype returfjær, idet returfjærkammeret 54 forsegles av en annulær tetning 43 på en stempelseksjon 45 av den innvendige rørdelen 30. Den komprimerte gassen, dvs. nitrogen, tilveiebringer en forspenningslast eller drive kraft som kontinuerlig spenner den innvendige rørdelen 30 nedover i forhold til det rørformige huset 16. Dersom det er ønskelig kan returfjærkraften tilveiebringes i form av en mekanisk strekk-eller kompresjonsfjær eller både en gasskompresjonsfjær og en mekanisk fjær. Betegnelsen "returfjær" er således ment å innbefatte én eller flere gasskompre-sjonsfjærer, én eller flere mekaniske fjærer eller kombinasjoner av slike. Returfjæren vil bli ytterligere komprimert eller lastet når den innvendige rørdelen 30 løftes ved anvendelse av en strekkraft i kveilrøret 34. Ettersom det rørform-ige huset 16, under innbyrdes teleskopisk returbevegelse av den innvendige rørdelen 30 og det rørformige huset 16, vil holdes fast i foringsrøret ved hjelp av forankringsanordningen(e) 58 og av de ekspanderte pakningene 22, 24, vil returfjæren, når løftekraften på den innvendige rørdelen 30 avlastes, bevege den innvendige rørdelen 30 nedover i forhold til det stasjonære rørformige huset 16.

Som tidligere angitt innbefatter det rørformige huset 16, for midlertidig forankring verktøyet 10 i brønnforingsrøret 12, én eller flere forankringsmottakere 56 i hvilke det kan beveges én eller flere forankringsknast- eller holdekileanordninger 58. Forankringsmottakerne 56 er i fluidkommunikasjon med behandlingsfluidet undertrykk som pumpes inn i fraktureringsverktøyet 10 gjennom kveilrøret 34. Det pumpede eller strømmende behandlingsfluidet utvikler et trykkfall over en setningsport 60, slik at det utvikles et "setningstrykk" som kommuniseres via annulære kanaler til forankringsmottakerne 56 og med det tilveiebringer en hydraulisk drivkraft som beveger forankringsknastene eller holdekilene 58 i låsende inngrep med den innvendige overflaten av foringsrøret 12. Kommunikasjonen av setningstrykket med forankringssystemet oppnås i "setnings"-stillingen eller -modusen til det rørformige huset 16 og den innvendige rørdelen 30.1 "setnings"- og "frigjørings"-modus luftes setningstrykket ut slik at pakningene 22, 24 frigjøres fra sine satte posisjoner og forankringsanordningen 58 kan trekkes inn fra forankringsstillingen slik at verktøyet 10 kan beveges i foringsrøret 12 ved hjelp av kveilrøret 34. Det er tilveiebrakt én eller flere setningsporter 62 i den innvendige rørdelen 30 for fluidkommuniserende linjeføring med setningsporten eller -portene 60. Annulære tetninger 48 og 50 opprettholder forseglingen mellom det rørformige huset 16 og den innvendige rørdelen 30 i alle deres relative stillinger.

Det er nødvendig å opprettholde forseglingen mellom verktøyet og brønnforingsrøret slik at det kan pumpes inn fraktureringsfluid eller behandlingsfluid i en relativ liten sone av foringsrøret. Verktøyet 10 er således tilveiebrakt med én eller flere trykkaktiverte mekaniske kompresjons-type pakninger, kort beskrevet ovenfor som 22 og 24, som bringes fra inntrukket stilling til forseglende kontakt med foringsrøret 12 i respons på setningstrykket som kommuniseres fra den sentrerte boringen 31 i den innvendige rørdelen 30 til det rør-formige huset 16 via linjeførte trykkoverføringsporter 33 og 35 i den innvendige rørdelen 30 og det rørformige huset 16, som vist i figur 1A, hvilket kommuniserer pumpetrykket til et setningskammer 64. Pakningene 22 og 24, i sine inntrukne tilstander, er ikke i kontakt med foringsrøret 12, slik at en unngår slitasje på eller erosjon av pakningene under innførings- og tilbakehentingsoperasjoner. Pakningene 22 og 24 aktiveres typisk av et pumpetrykk som er større enn det trykket som er nødvendig for å aktivere forankringsanordningen 58.1 respons på et økende pumpetrykk forankrer således først forankringsanordningen 58 verktøyet 10 slik at dette ikke skal kunne beveges i lengderetningen i foringsrøret 12. Deretter, når pumpetrykket økes ytterligere, vil pakningene 22 og 24 aktiveres av trykket, slik at verktøyet forsegles i forings-røret. Pakningene 22 og 24 kan være tilveiebrakt med trykk-kommunikasjons-porter til den innvendige rørdelen 30 for trykkdrevet aktivering ved hjelp av trykket i injeksjonsfluidet i kveilrøret. Dette gjør at tetningsevnen til pakningene 22 og 24 bedres etter hvert som injeksjonstrykket som pumpes til verktøyet gjennom kveilrøret 34 økes til frakturerings- eller behandlingstrykket. Tetningene 38 og 40 etablerer en forsegling mellom den innvendige rørdelen 30 og det rørformige huset 16 og begrenser injeksjonstrykket til setningskammeret 64. Anti-ekstruderingselementer tilveiebrakt ved enden av de øvre og nedre pakningene 22, 24 beskytter også tetningsmaterialet i pakningene mot trykk-indusert ekstrudering som følge av behandlingstrykket som virker inne i forings-røret 12 og mellom pakningene. Pakningene 22,24 kan således begge være tilveiebrakt med anti-ekstruderingsringer eller -enheter i den ene av eller begge sine aksielle ender.

Tetningsevnen til pakningene 22, 24 bedres ytterligere av pumpetrykk-responderende anordninger som virker sideveis mot endene av pakningene og bedrer tetningsintegriteten til pakningene i respons på høytrykket som er nød-vendig for å frakturere eller behandle formasjonen. Etter hvert som injeksjonstrykket økes bedres således også pakningenes tetningsintegritet for å sikre mot lekkasjer og for å forhindre at verktøyet beveges som følge av behandlingstrykket. Hver av de med mellomrom tilveiebrakte pakningene 22 og 24 innbefatter et annulært paknings-setningskammer 64 som defineres av et setnings-stempelhus 65 med en rørformig husseksjon inne i hvilken det på en bevegelig måte er tilveiebrakt et setningsstempel 66 som beveges av rørtrykket. Fluidtrykket fra injeksjonspassasjen 31 i den innvendige rørdelen 30 kommuniseres inn i setningskammeret 64 og virker mot setningsstempelet 66 og skaper en økt nedoverrettet presskraft mot setningsstempelhuset 65 som resulterer i en aksielt virkende kraft som mekanisk komprimerer de øvre og nedre pakningene 22, 24 slik at de etablerer en enda tettere forsegling mot den innvendige, sylindriske veggen i foringsrøret 12 for å hindre lekkasje under de eleverte trykkforholdene under frakturering og behandling.

For at verktøyet skal kunne bringes til sine forskjellige operasjonsstillinger er det tilveiebrakt en indekseringsmekanisme, vist generelt ved 76 og mer i detalj i den diagrammatiske illustrasjonen i figur 6. Indekseringsmekanismen er også identifisert som en J-mekanisme som opererer i respons på relativ aksiell posisjonering av den innvendige rørdelen 30 i forhold til det rørformige huset 16 oppnådd ved hjelp av oppover- og nedoverrettet bevegelse av den innvendige rørdelen 30 i forhold til det rørformige huset 16. Som nevnt ovenfor løftes den innvendige rørdelen 30 etter at det rørformige huset 16 er festet i og forseglet mot brønnforingsrøret 12, idet pakningene deri isolerer et valgt inter-vall. Siden det rørformige huset 16 vil være stasjonært i forhold til foringsrøret 12 etter forankring og setning under en frakturerings- eller behandlingsopera-sjon, forårsaker oppoverrettet bevegelse av føringsrøret i en forbestemt lengde at indekseringsmekanismen, dvs. J-mekanismen, beveges fra posisjon 1 ("setning") til posisjon 2 ("behandling"). Med henvisning til illustrasjonen av indekseringen i figur 6 oppnås aktiveringen av verktøyet mellom dets stillinger ved hjelp av J-mekanismen, som innbefatter styringsslisser i hvilke en førings-følger beveges under løfting og senkning av den innvendige rørdelen 30. En skal være klar over at J-mekanismen kan innbefatte en innvendig eller utvendig indekseringsslissestruktur, med slissefølgeren tilveiebrakt på det motstående av det rørformige huset 16 eller den innvendige rørdelen 30 etter ønske. Med indekseringsfølgeren i posisjon 1, "setnings"-stillingen, forårsaker løfting av den innvendige rørdelen 30 at indekseringsfølgeren beveges oppover inne i indekseringsslissen og deretter langs den skråttløpende andelen av slissen til posisjon 2, idet indekseringsmekanismen roterer under denne bevegelsen. Påfølgende senkning av den innvendige rørdelen 30 fra posisjon 2 forårsaker at førings-følgeren føres nedover i indekseringsslissen der den avledes eller kam-aktiveres inn i slissegeometrien til posisjon 3, som er "behandlings"- eller

"frakturerings"-stillingen. I denne stillingen er den innvendige rørdelen 30 posisjonert ovenfor den stillingen den inntar i verktøymekanismens "setnings"-stilling. Etter at behandlingsoperasjonen er sluttført er det typisk ønskelig å dumpe injeksjonsfluid under trykk fra ringrommet rundt verktøyet samt å drenere og skylle kveilrøret. Dette oppnås ved igjen å løfte og indeksere den innvendige rørdelen 30, slik at indekseringsfølgeren følger indekseringsslissen fra posisjon 3 til posisjon 4. Fra posisjon 3, når den innvendige rørdelen 30 senkes, vil indekseringsfølgeren føres til posisjon 5, "dumpings"-stillingen. Fra posisjon 5, for å returnere verktøymekanismen til posisjon 1, "setnings"-stillingen, løftes den innvendige rørdelen 30 fra posisjon 5 til posisjon 6, noe som medfører rotasjon av J-mekanismen og linjefører indekseringsfølgeren med en i det vesentlige vertikal slisseseksjon. Den innvendige rørdelen 30 senkes deretter fra posisjon 6 ved å avlaste løftekraften, og indekseringsfølgeren følger den skråd-de seksjonen av indekseringsslissen rett nedenfor posisjon 6, noe som forårsaker en lett rotasjon av J-mekanismen slik at indekseringsfølgeren føres tilbake til posisjon 1. For innføring og operasjon av verktøyet for setnings-, behandlings- og dumpingsaktiviteter er det således ikke nødvendig eller ønskelig at indekseringsfølgeren følger indekseringsslissen til posisjon 7, dvs. "frigjørings"- eller "krisefrigjørings"-stillingen som vist i figur 6. For å hindre uønsket bevegelse av indekseringsmekanismen til "frigjørings"-stiIlingen innbefatter aktivering av denne stillingen en hydraulisk styrt tidsforsinkelse "T".

Fra en hvilken som helst stilling oppnås frigjøring av forankringene og pakningene, sammen med dumping av fluid fra ringromsintervallet og førings-røret fra posisjon 7, som er "frigjørings"- eller "krisefrigjørings"-stillingen. Posisjon 7 oppnås ganske enkelt ved å løfte den innvendige rørdelen 30 oppover så langt geometrien til indekseringsmekanismen tillater det med forankringene og pakningene engasjert og opprettholde denne løftekraften slik at den innvendige rørdelen ikke beveges nedover. Etter den hydraulisk styrte tidsforsinkelsen "T" vil indekseringsmekanismen kunne bringes til posisjon 7, i hvilken stilling forankringene og pakningene luftes ut og frigjøres slik at verktøyet frigjøres for bevegelse i foringsrøret.

Løfting og senkning av den innvendige rørdelen 30 i forhold til det rørformige huset 16 oppnås ved anvendelse av en løftekraft på kveilrøret 34, men løfte- og senkningslengden til den innvendige rørdelen styres av J-mekanismens geometri. Ytterligere løfting av den innvendige rørdelen 30 ved hjelp av føringsrøret, med påfølgende senkning av den innvendige rørdelen 30 forårsaket av en gassdrevet eller mekanisk returfjær, vil forårsake at indekseringsmekanismen bringes i "dumpings"-stilling eller -modus. Ytterligere rettlinjet oppoverrettet bevegelse av den innvendige rørdelen 30 via kveilrøret vil bringe verktøyet til "frigjørings"-stiIlingen. Disse stillingene diskuteres mer i detalj i den etterfølgende "Operasjon"-seksjonen i denne spesifikasjonen. En merker seg at verktøyets "frigjørings"-modus oppnås ganske enkelt ved å anvende en oppover rettet trekkraft på den innvendige rørdelen og opprettholde denne trekkraften til den hydraulisk styrte tidsforsinkelsen, som illustreres av det horisontale tidsforsinkelsesbåndet i figur 6, utløper. Indekseringsmekanismen inkorporerer en utvendig føringsslisse 78 tilveiebrakt i den innvendige rørdelen 30 og et føringselement 80 som mottas i føringsslissen 78. Dersom indekseringsmekanismen er en J-type indekseringsmekanisme vil seksjoner av føringsslissen i alminnelighet definere en "J", som er velkjent innenfor industrien for indekserings-styreanordninger. Dersom det er ønskelig kan indekseringen oppnås med en rekke andre indekseringsmetoder, avhengig av den ønskede indekseringsaktiviteten. Ved de forskjellige aksielle stillingene til det rørformige huset 16 og den innvendige rørdelen 30 vil forskjellige porter være i linjeføring og muliggjøre strømning av fluid og kommunikasjon eller utveksling av trykk eller være tettet av og forhindre strømning av fluid og kommunikasjon av trykket.

Som fremgår av figur 1C er fortrinnsvis det rørformige huset 16 og den innvendige rørdelen 30 låst sammen under den initielle innføringen av verktøyet til behandlingsdypet slik at en forhindrer innbyrdes bevegelse av det rørformige huset 16 og den innvendige rørdelen 30 og med det positivt å sikrer at kun setningsporten forblir åpen og gjør det mulig å pumpe fluid gjennom verktøyet og gjør det mulig for brønnfluid å strømme inn gjennom verktøyet og fylle kveile-røret. Når verktøyet når det første dypet som skal behandles er det ønskelig at det rørformige huset og den innvendige rørdelen frigjøres for innbyrdes bevegelse etter behov i forbindelse med innførings-, setnings-, behandlings- og tilbakehentings- eller reposisjoneringsoperasjoner. Det er tilveiebrakt en låseholder (eng: locking receptacle) 81 i den innvendige rørdelen 30 som er konstruert for å ta imot et trykkaktivert låseelement 82 for bevegelse inne i et låsekammer 84 i det rørformige huset 16. Låseelementet 82 kan midlertidig låses i stilling i låseholderen 84 ved hjelp av skjærpinner 83 som skjæres ved tilveiebringelse av et overtrykk inne i den innvendige rørdelen 30 etter at verktøyet er forankret og forseglet ved den første seksjonen som skal behandles. Låseelementet 82 kan også frigjøres for frigjørende bevegelse av en løsbar kragelås (eng: collet latch) eller en hvilken som helst annen kraftaktivert låsemekanisme. For å hindre påvirkning fra fluidet på låsemekanismen er låsemot-takeren 81 og låsekammeret 84 isolert fra injeksjonsfluidet og foringsrørfluidet av den annulære tetningen 52 og av et annulært tetningselement 86, som begge etablerer en forsegling mellom det rørformige huset 16 og den innvendige rørdelen 30. Det annulære tetningselementet 86 etablerer en forsegling mot en returrørseksjon 88 av den innvendige rørdelen 30. Returrørseksjonen 88 er videre tilveiebrakt med en tverrgående vegg eller inndeling 90 med en returport 92 tilveiebrakt deri. Returporten 92 er fortrinnsvis erstattelig slik at det kan tilveiebringes forskjellige returport-dimensjoner for å tilrettelegge for forskjellige dumpings- og slemningshåndteringsforhold. Returrørseksjonen 88 av den innvendige rørdelen 30 innbefatter også én eller flere dumpings- eller fluidkom-munikasjonsporter 89 gjennom hvilke fluid inne i foringsrøret og inne i kveilrøret og behandlingsverktøyet dumpes eller dreneres inn i brønnforingsrøret nedenfor verktøyet eller strømmer fra foringsrøret og gjennom verktøyet når røret befinner seg i "dumpings"- eller "frigjørings"-stillingen. Returrørseksjonen 88 er også tilveiebrakt med en utvidet rørsseksjon 94 som i sin nedre ende er tilveiebrakt med et filter 96. Returrøret og returporten 92 bidrar til fortrengningen av underskylt slemning i verktøyets "dumpings"-stilling ved redusert strømnings-mengde for å redusere sannsynligheten for tiltetting av filteret 96 av faste partikler i behandlingsfluidet og for å bedre synkningen av de faste partiklene inne i foringsrøret nedenfor verktøyet. I posisjon 5 ("dumping") er dumpingsporten 89 forseglet slik at brønnboringsfluid som fortrenges under dumpingsoperasjonen tvinges til å strømme gjennom filteret 96 i returrørseksjonen 88. Den utvidede diameteren til returrørseksjonen 88 reduserer strømnings-hastigheten inn i returrøret, noe som bidrar til at de faste partiklene synker ned i brønnen nedenfor verktøyet. Returporten 92 styrer strømningshastigheten til det fortrengte brønnboringsfluidet når det hydrostatiske lokket i kveilrøret er betydelig større enn det hydrostatiske lokket i brønnen. I dette tilfellet tenderer den underskylte slemningen til å strømme ut av kveilrøret med stor hastighet, noe som potensielt vil kunne forårsake at faste partikler i slemningen tetter filteret 96 i returrørseksjonen 88. Som nevnt ovenfor er det et særtrekk ved foreliggende oppfinnelse at den tilveiebringer fluidkommunikasjon mellom foringsrørseksjonene ovenfor og nedenfor det isolerte intervallet mens verktøyet er forankret og forseglet i foringsrøret i forbindelse med en forma-sjonsbehandlingsoperasjon. Det er også et særtrekk ved foreliggende oppfinnelse at den opprettholder denne kommunikasjonen under behandlingsprosessen. For å oppnå dette er det inne i den sentrerte passasjen 31 i den innvendige rørdelen 30 montert et omløpsrør 98 i form av en tverrgående rørmonterings- og returport-klosslOO. Omløpsrøret 98 definerer øvre og nedre åpninger 102 og 104 som henholdsvis er tilveiebrakt ovenfor og nedenfor de øvre og nedre pakningene 22 og 24 med åpningen 104 nedenfor den tverrgående rørmonterings- og returport-klossen 100.

Operasjon

Operasjonen av verktøyet er som følger. Verktøyet innføres i hullet ved hjelp av kveilrør eller en annen type føringsrør med verktøymekanismen i posisjon 1 ("setning"). I denne stillingen er en setningsport eller -åpning 60 i det rørformige huset 16 og 62 i den innvendige rørdelen 30 linjeført og således åpne, mens alle andre porter er lukkede. Dette gjør at kveilrøret kan fylles med brønnfluid under innføringen av verktøyet i brønnforingsrøret via kveilrøret til dypet ved foringsrør-perforeringene tilveiebrakt i formasjonsintervallet som skal behandles. Pakningene er nå i hvilestilling og sammentrukne og således ikke i kontakt med den rørformige veggen i foringsrøret. Når behandlings- eller fraktureringsdypet er nådd pumpes behandlingsfluid eller fraktureringsfluid, typisk en slemning, gjennom kveilrøret i en spesifisert strømningsmengde som forårsaker et trykkfall over setningsporten, slik at det høyere trykket oppstrøms setningsporten således utgjør "setningstrykket" som aktiverer forankrings-mekanismen for å forankre verktøyet i brønnforingsrøret. Deretter økes pumpemengden, slik at setningstrykket aktiverer pakningene og forsegler det rørformige huset mot foringsrøret slik at pakningene isolerer den valgte seksjonen. Setningstrykket anvendes således mot forankringsknastene og tetningselementene på en slik at måte at det først forårsaker at knastene etablerer et sikkert forankringsgrep i foringsrøret, og deretter aktiveres de trykkdrevne tetningselementene for å oppnå forsegling derav med foringsrøret av setningstrykket slik at verktøyet forsegles over det splittede intervallet. Mens pumpingen av fraktureringsfluidet gjennom føringsrøret fortsettes for å opprettholde setningen av forankringene og pakningene, trekkes kveilrøret oppover med påfølgende avlastning til verktøyets innføringsvekt, slik at indekserings-eller J-mekanismen indekserer verktøyet til posisjon 3 ("behandling" eller "frakturering"). Senkning av den innvendige rørdelen i verktøyet til dens forskjellige operasjonsmoduser eller -stillinger oppnås ved hjelp av en returfjær når løftekraften på kveilrøret avlastes. Denne returfjæren er fortrinnsvis tilveiebrakt i form av en gasstrykkfjær som for eksempel Nitrogen, en mekanisk fjær som for eksempel en strekk- eller kompresjonsfjær, eller begge deler. Det er viktig å merke seg at det ikke er nødvendig med en setningsvekt for å skifte verk-tøysmekanismen til de ønskede stillingene eller modusene, som er typisk for fraktureringsverktøy av denne typen. Verktøyet ifølge foreliggende oppfinnelse er således velegnet for å føres med kveilrør eller med et hvilket som helst annet egnet føringssystem.

Etter aktivering til posisjon 3 kan pumpingen opphøres og setningstrykket innestenges i forankringsknastene og tetningselementene slik at forankringen og forseglingen av verktøyet i foringsrøret opprettholdes inntil det senere frigjøres for bevegelse i foringsrøret. Med verktøyet i posisjon 3, "behandlings"-eller "frakturerings"-stillingen pumpes behandlingsfluidet eller fraktureringsfluidet, typisk i form av en slemning, fra verktøyet og inn i ringrommet i den isolerte seksjonen gjennom injeksjons- eller fraktureringsporten, som er den eneste porten inn i det isolerte intervallet av foringsrøret som er åpen i denne operasjonsstillingen. Under behandlingen ekspanderes tetningselementene ytterligere av behandlingstrykket som virker mot et setningsstempel og sikrer en pålitelig forsegling ved pakningene under det eleverte trykket som er nødvendig for å behandle eller frakturere formasjonen.

Etter at behandlingen er sluttført trekkes kveilrøret oppover og avlastes deretter til hullinnføringsvekten, slik at J-mekanismen bringer verktøyet til posisjon 5 ("dumping"). I denne stillingen er dumpingsporten og fraktureringsporten åpne, for at underskylt slemning i kveilrøret skal kunne pumpes ned forbi verktøyet og for at brønnboringsfluid skal kunne fortrenges gjennom omløps-kanalen til foringsrør-ringrommet ovenfor verktøyet. Dette muliggjør også utlikning av trykket over tetningselementene før pakningene frigjøres i forberedelse for flytting av verktøyet, for eksempel til en annen seksjon av foringsrøret.

Etter å ha dumpet slemning, for å fjerne eller redusere vekten av fluidet ovenfor verktøyet, trekkes kveilrøret oppover, slik at J-mekanismen bringes til posisjon 7 ("frigjøring" eller krise-frigjøring"). I denne stillingen utluftes tetningselementene og forankringsknastene slik at verktøyet deaktiveres og returnerer til posisjon 1 ("setning"). Dersom verktøyet låses mellom posisjonene 1 og 2 eller mellom posisjonene 2 og 3 på grunn av at fjærkraften ikke er sterk nok, kan opptrekningskraften på kveilrøret økes slik at J-mekanismen bringes til posisjon 7 ("frigjøring" eller krise-frigjøring"). Denne egenskapen kan være "ikke-repeterbar", dvs. at verktøyet må tilbakehentes før det kan settes på nytt, eller "repeterbar" i foringsrøret, avhengig av detaljene i konstruksjonen av verktøyet. Den foretrukne utførelsesformen av foreliggende oppfinnelse har en konstruksjon som gjør at den kan settes flere ganger og benytter en tidsforsinkelse for å skille "frigjørings"- eller "krise-frigjørings"-stillingene fra de normale "setnings"-, "behandlings"- eller "frakturerings"- og "dumpings"-stillingene.

Den nedre enden av den innvendige rørdelen 30 er spesialkonstruert med et returrør og en returåpning 92 for å bedre fortrengningen av underskylt slemning i "dumpings"-stillingen. I posisjon 5 ("dumping"), er dumpningsporten 89 forseglet og brønnboringsfluid som fortrenges under dumpingsoperasjonen tvinges til å strømme gjennom filteret 96 i returrørseksjonen 88. Den ovennevnte sekvensen gjentas for alle soner i brønnboringen som skal behandles; typisk fem til femten separate soner eller intervaller. Den flyttbare konstruksjonen ifølge den foretrukne utførelsesformen er således en betydelig fordel under formasjonsbehandlinger der flere produksjonssoner eller flere intervaller av en enkelt sone skal behandles.

Figurene 2A-2E illustrerer "setnings"-stillingen eller-modusen ifølge den foretrukne utførelsesformen av eller operasjonsmodus for verktøyet ifølge foreliggende oppfinnelse, vist generelt ved 110, som er tilveiebrakt med et rørformig hus, vist generelt ved 112, som defineres av flere koplede husstamme-seksjoner. En forankringsstammeseksjon 114 innbefatter forankringsmottakere 116 og 118 (figur 4A) som eksponeres for setningstrykk som kommuniseres fra en injeksjonskanal 120 i behandlingsverktøyet 110 gjennom en setningsport 122 (figur 2D). Setningstrykket tilveiebringes ved å pumpe behandlingsfluid gjennom den åpne setningsporten 122 slik at det skapes et trykkdifferensial som aktiverer forankringene og pakningene. Den tekniske fordelen ved denne konstruksjonen er at oppnåelsen av et gitt trykkdifferensial i et "åpent" setningssystem ikke avhenger av fluidnivået (hydrostatisk referansenivå) i brønnen, mens et "lukket" setningssystem, dvs. uten setningsport, krever nøyaktig kunn-skap om det hydrostatiske referansenivået. Setningen av verktøyet vil således fungere effektivt på ethvert dyp i en brønn. Setningstrykket traverserer verktøyet til forankringsmottakerne 116, 118 i det rørformige huset 112 via små annulære kanaler som er tilveiebrakt mellom det rørformige huset 112 og den innvendige rørdelen 124 som definerer den sentrerte injeksjonskanalen deri.

Forankringsknaster eller holdekiler 126 og 128 holdes på en bevegelig måte på plass i forankringsmottakerne 116, 118 og er konstruert for trykkdrevet bevegelse inn i forankrende eller låsende relasjon med den innvendige veggoverflaten i brønnforingsrøret. Seksjonssnittet i figur 3F viser forankringsknaster eller holdekiler tilveiebrakt i 90° vinkelavstand for å besørge forankring av det rørformige huset inne i brønnforingsrøret og for å besørge sentrering av verktøyet i forings-røret. Når forankringstrykket avlastes mens det rørformige huset og den innvendige rørdelen befinner seg i "setnings"- eller "frigjørings"-stillingen, som forklar-es mer utførlig nedenfor, vil forankringsknastene trekkes inn fra foringsrøret slik at verktøyet frigjøres for bevegelse i foringsrøret med kveilrøret. Umiddelbart nedenfor forankringsstammen 114 er det tilkoplet en øvre pakningsstamme 130 som definerer en pakningsholder i hvilken det anbringes et trykkresponderende øvre tetningselement 132. Under innføring og tilbakehenting kan verktøy- beskyttelsesringene (eng: gauge rings) eller andre beskyttende konstruksjoner engasjere den innvendige overflaten av brønnforingsrøret for å hindre at det oppstår eroderende kontakt mellom tetningselementene og foringsrøret og med det beskytte pakningene mot slitasje og skader under oppoverrettet eller nedoverrettet bevegelse av verktøyet i foringsrøret.

En indekseringsstamme 138 er tilkoplet som en komponent av det rør-formige huset 112 og er tilveiebrakt med en indekserings- eller J-mekanisme 140 som indekserer det rørformige huset 112 og den innvendige rørdelen 124 til "setnings"-, "behandlings"-, "dumpings"- og "frigjørings"-stillingene som beskrevet ovenfor. J-mekanismen 140 er også diskutert i forbindelse med over-siktsillustrasjonen i figur 6. For å forhindre relativ rotasjon mellom det rørformige huset 112 og den innvendige rørdelen 124 under relativ teleskoputføring eller-sammenføring av verktøyet, har føringselementer 142 understøttet på den innvendige rørdelen 124 føringskontakt i langsgående føringsslisser eller -spor 144 tilveiebrakt inne i det rørformige huset 112.

Det rørformige huset 112 er tilveiebrakt med en fjærstamme 152 med med mellomrom tilveiebrakte rørvegger 154 og 156 som samvirker med en annen konstruksjon og danner et annulært fjærkammer 158 som fortrinnsvis inneholder et fjærmedium, så som en komprimert gassladning, f.eks. Nitrogen. Dersom det er ønskelig kan også fjærmediet tilveiebringes i form av en mekanisk fjær, så som en kompresjons- eller strekk-spiralfjær. Eventuelt, dersom det er ønskelig, kan fjærmediet utgjøres av både en gasskomprimeringsfjær og én eller flere mekaniske fjærer som virker sammen. Fjærmediet anvender en kontinuerlig spennkraft mot et annulært stempel 160 som holdes inne i en sirku-lær stempelinnsenkning 162 i den innvendige rørdelen 124, og spenner således kontinuerlig den innvendige rørdelen 124 nedover i forhold til det rørformige huset 112. Tetninger på det annulære stempelet 160 opprettholder forseglingen mellom den innvendige sylindriske overflaten i det rørformige huset 112 og den utvendige sylindriske overflaten av den innvendige rørdelen 124. Med det rør-formige elementet 112 midlertidig forankret i foringsrøret ved forberedelse til eller under en sekvens, resulterer således det å løfte den innvendige rørdelen 124 ved hjelp av kveilrøret i ytterligere spenning av fjærmediet. En husker at posisjoneringen av den innvendige rørdelen 124 relativt det rørformige huset

112 styres av konstruksjonsgeometrien til indekseringsslissene av J-mekanismen 140 og ikke av den potensielle bevegelseslengden til den innvendige rørdelen 124 relativt det rørformige huset 112. Den innvendige rørdelen 124 løftes så langt J-mekanismen tillater det, og deretter avlastes løftekraften slik at J-mekanismen kan kontrollere verktøystillingen som skal

oppnås under styring av J-mekanismen. Når løftekraften forsvinner beveger den kontinuerlige spennkraften fra fjærmediet den innvendige rørdelen 124 nedover under styring av J-mekanismen 140, som bringes til den korrekte indekserings-stillingen og posisjonerer det rørformige huset 112 og den innvendige rørdelen 124 i den ønskede relative stillingen som er neste i indekseringssekvensen.

Verktøyet kan til enhver tid, uavhengig av posisjoneringen, bringes til "frigjørings"- eller"krise-frigjørings"-stiIlingen. Dette betyr at fraktureringsverk-tøymekanismen kan bringes fra "setnings"-stillingen, "behandlings"-stillingen eller "dumpings"-stillingen til "f rig j ø ri ng s"-st i I lingen dersom det er ønskelig å flytte verktøyet eller ved krisestilfeller. "Frigjørings"-modus oppnås ganske enkelt ved å løfte den innvendige rørdelen 124 så langt J-mekanismen 140 tillater det og opprettholde trekk- eller løftekraften på kveilrøret under tids-forsinkelsesperioden slik at den innvendige rørdelen 124 ikke beveges nedover til "setnings"-stillingen som følge av kraften fra returfjæren.

En injeksjonsportstamme 164 er montert inne i det rørformige huset 112 og definerer én eller flere injeksjonsporter 166 som gjør at frakturerings- eller behandlingsfluid under trykk som pumpes gjennom kveilrøret og injeksjonspassasjen 120 i den innvendige rørdelen 124 kan strømme inn i det isolerte intervallet av brønnforingsrøret slik at det kommer inn i produksjonsformasjonen rundt foringsrøret gjennom foringsrørperforeringene. I seksjonssnittet i figur 3C er det tilveiebrakt en enkelslisset injeksjons- eller fraktureringsport 166 i injeksjonsportstammen 164 av det rørformige huset 112. Den innvendige rørdelen

124 innbefatter en enkeltstående stor injeksjonsport 168 som er i fluidkommun-ikasjonsetablerende linjeføring med den slissede injeksjons- eller fraktureringsporten 166 i verktøyets "behandlings"-stilling som vist i figur 3C og muliggjør en i det vesentlige uhindret injeksjon av behandlingsfluid fra verktøyet og inn i det isolerte ringrommet av brønnboringen. Som fremgår av figur 2C er, i "setnings"-stillingen til den innvendige rørdelen 124 relativt det rørformige huset 112, den

slissede injeksjons- eller fraktureringsporten 166 lukket og forseglet av den innvendige rørdelen 124, og hindrer således at brønnfluid i foringsrøret kommer inn i det ikke-trykkoppbyggede verktøyet. Den innvendige rørdelen 124 er, ved injeksjons- eller fraktureringsporten 166, tilveiebrakt med slissede fluid-kommunikasjonsporter 170 som posisjoneres i fluidkommuniserende linjeføring med injeksjons- eller fraktureringsporten 166 i "dumpings"- og "frigjørings"-stillingene til det rørformige huset 112 og den innvendige rørdelen 124.1 "setnings"-stillingen i figur 2C er injeksjons- eller fraktureringsporten 166 forseglet siden det ikke er meningen at det skal være kommunikasjon av fluid før verktøyet er forankret og forseglet i foringsrøret. Fluidtrykk som pumpes inn i den sentrerte passasjen 120 i verktøyet er kun ment for å bringe forankringsknastene 126 og 128 til sine forankringsstillinger for å forankre verktøyet i foringsrøret og deretter direkte å aktivere den øvre pakningen for å forsegle den øvre andelen av det rørformige huset av verktøyet inne i brønnforingsrøret. Den nedre pakningen aktiveres av setningstrykket som, som nevnt ovenfor, tilveiebringes av trykkdifferensialet som forårsakes av fluidstrømningen gjennom setningsporten 122.

Når den innvendige rørdelen 124 er trukket oppover og sluppet og J-mekanismen 140 har etablert "behandlings"-stillingen som vist i figurene 3A-3E, vil injeksjonsportene 168 være i fluidkommuniserende linjeføring med injeksjons- eller fraktureringsportene 166 som vist. Behandlingsfluid som pumpes gjennom kveilrøret og inn i den sentrerte passasjen 120 i den innvendige rørdelen 124 vil således strømme ut gjennom de linjeførte portene 166 og 168 og inn i det forseglede området av foringsrøret mellom pakningene og videre inn i den omkringliggende formasjonen gjennom foringsrørperforeringene hvor det behandler formasjonen og propper formasjonssprekkene.

Figurene 4A-4E illustrerer verktøyets "dumpings"-stilling, som typisk etableres etter fullføring av en behandlings- eller fraktureringsoperasjon. Denne stillingen oppnås ved igjen å løfte den innvendige rørdelen 124 relativt det rør-formige huset 112 ved anvendelse av en oppoverrettet kraft på kveilrøret, eller en annen rørledning forføring og tilførsel av fluid, etterfulgt av avlastning av løftekraften for indeksering eller posisjonering av den innvendige rørdelen 124 av J-mekanismen 140. Når "dumpings"-stillingen er etablert er de slissede fluidkommunikasjonsportene 170 i den innvendige rørdelen 124 i fluidkommuniserende linjeføring med injeksjons- eller fraktureringsporten 166.1 verktøyets "dumpings"-modus vil pumpingen av fluid gjennom kveilrøret opphøre. Den underskylte slemningen i kveilrøret og verktøyet tillates å dreneres eller pumpes i den sentrerte passasjen 120 og fluid inne i foringsrørsseksjonen mellom pakningene vil tillates å strømme inn i den sentrerte passasjen 120 og også dreneres ned i brønnforingsrøret nedenfor verktøyet. Med verktøyet i "dumpings"-modus som vist i figurene 4A-4E vil dumpingsportene 214 og 216 i det rørformige huset 112 og den innvendige rørdelen 124 være i fluidkommuniserende linjeføring slik at fluid som strømmer inn i den sentrerte kanalen 124 fra det isolerte intervallet slipper videre inn i foringsrøret nedenfor den nedre pakningen 176.

"Frigjørings"- eller "krise-frigjørings"-stillingen vist i figurene 5A-5E etableres ved å løfte den innvendige rørdelen 124 relativt det rørformige huset 112 til posisjon 7, som vist i figur 6, idet løftelengden begrenses av indeks-eringsslissegeometrien i J-mekanismen 140. Løftekraften på den innvendige rørdelen 124 opprettholdes når "frigjørings"- eller "krise-frigjørings"-stillingen oppnås slik at den løftede stillingen opprettholdes til tidsforsinkelsen i figur 6 utløper, hvorpå forankringsknastene 126, 128 vil være trukket inn og pakningene 132, 176 vil være frigjort fra den forseglende kontakten mot foringsrøret. I "f rig j ø ri n g s"-sti 11 i ng e n er de slissede fluidkommunikasjonsportene 170 posisjonert i fluidkommuniserende linjeføring med den slissede injeksjons- eller fraktureringsporten 166, slik at fluid inne i foringsrøret og mellom pakningene kan strømme inn i den sentrerte passasjen 120 og fluid inne i kveilrøret og den sentrerte passasjen 120 i verktøyet kan dreneres eller pumpes inn i brønnfor-ingsrøret nedenfor verktøyet. Videre, siden omløpskanalen 184 i den innvendige rørdelen 124 er tilveiebrakt gjennom det isolerte intervallet, kan fluid fra foringsrøret nedenfor verktøyet, før pakningene frigjøres, fortrenges oppover gjennom det isolerte intervallet og inn i foringsrør-ringrommet ovenfor verktøyet. Dette skaper trykkbalanse over pakningene 132, 176 og gjør det lettere å kollapse pakningene for å frigjøre forseglingen mot foringsrøret. Samtidig vil fluidtrykket som opprettholder forankringsknastene 126, 128 og de øvre og nedre pakningene i aktivert tilstand luftes ut, slik at verktøyet frigjøres helt fra

foringsrøret. Den relative posisjoneringen av fluidkommunikasjonsportene 170 og injeksjons- eller fraktureringsporten 166 koordineres med den relative posisjoneringen av dumpingsportene, som diskuteres i detalj nedenfor. Verktøyets "frigj ø ri ng s"-sti 11 i n g er spesielt tilveiebrakt for anvendelse i krise-tilfeller der det er ønskelig å drenere fluider og frigjøre forankringen og tetningene.

Nedenfor injeksjonsportstammen 164 er det rørformige huset 112 tilveiebrakt med en nedre pakningsstamme 174 for montering av en nedre fluid-trykkaktivert pakning 176, som kan ha en i det vesentlige identisk konstruksjon og funksjon som det øvre fluidtrykkaktiverte tetningselementet 132. Det nedre tetningselementet 176, når det ikke er aktivert, er inntrukket i en tilstand der det ikke er i kontakt med foringsrøret slik at en unngår at dette eroderes eller slites på annen måte under innførings- og tilbakehentingsoperasjoner. Det øvre tetningselementet 132 komprimeres fortrinnsvis direkte av setningstrykket. Det nedre tetningselementet 176 er konstruert for å øke tetningskontakten som følge av fluidtrykk som kommuniseres via setningsporten 122, slik at den nedre pakningen har en bedre tetningsevne enn det som kan oppnås av kompre-sjonstrykk. Fluidtrykket fra setningsporten 122 presser aksielt mot det nedre tetningselementet 176 og øker pakningens kompresjons- og tetningsstyrke. Videre, når pakningene 132, 176 er satt og forankringsknastene 126, 128 er bragt i forankrende inngrep i foringsrøret, innestenges aktiveringstrykket i pakningene i verktøyets "behandlings"- og "dumpings"-stillinger, slik at aktiveringen av forankringene og pakningene opprettholdes. Injeksjonstrykket i den sentrerte passasjen 120 kan således fjernes ved å opphøre pumpingen mens verktøyet vil forbli forankret og forseglet i foringsrøret. Dette gjør at verktøyet kan bringes til "behandlings"-stilling i forberedelse for behandling av formasjonen i det isolerte intervallet og deretter bringes i "dumpings"-modus etter komplettering av en behandlingssekvens uten risiko for å bevege verktøyet fra den valgte, isolerte seksjonen av foringsrøret.

Som nevnt ovenfor er det ønskelig å opprettholde kommunikasjonen mellom foringsrørseksjonene ovenfor og nedenfor det isolerte intervallet når et verktøy er "satt" og forseglet inne i et brønnforingsrør. Til nå har det ikke vært tilgjengelig fraktureringsverktøy som opprettholder kommunikasjonen mellom foringsrørseksjonene ovenfor og nedenfor det isolerte intervallet. Ifølge prinsippene ved foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en omløpskanal 182 i den innvendige rørdelen 124 som definerer en omløpspassasje 184 forløpende fra et punkt ovenfor den øvre pakningen 132 til et punkt nedenfor den nedre pakningen 176.1 sin øvre ende er omløpskanalen 182 tilveiebrakt med et monterings-og fluidkommunikasjons-passtykke 186 med en innløpsåpning 188 som er i kommunikasjon med en innløpsåpning 190 til den innvendige rørdelen 124. Passtykket 186 tjener også til å feste den øvre enden av omløpskanalen 182 inne i den innvendige rørdelen 124. En skal imidlertid være klar over at omløpskanalen 182 kan festes i den innvendige rørdelen 124 ved sveising eller med andre hensiktsmessige tilfestingsmetoder. En broplugg 192, som vist i figurene 2E, 3E, 4D og 5D er festet og forseglet i den innvendige rørdelen 124 som vist og blokkerer for nedoverrettet fluidstrømning i den sentrerte passasjen 120 og tjener også som monteringsstøtte for montering av den nedre enden av omløpskanalen 182 i den innvendige rørdelen 124. Den nedre enden av om-løpskanalen 182 innbefatter en åpning 194 inn i den sentrerte passasjen 120 nedenfor bropluggen 192 for å muliggjøre oppoverrettet eller nedoverrettet strømning av fluid gjennom omløpspassasjen 184 i det splittede intervallet. En returstamme 196 definerer en nedre seksjon av det rørformige huset 112 og mottar for relativ bevegelse en innvendig returstamme 198 deri som innbefatter en nedre endeseksjon av den innvendige rørdelen 124. Den innvendige returstammen 198 innbefatter flere langstrakte dreneringsslisser 228. En annulær tetning 229 er montert i den nedre endeåpningen av returstammen 196 og etablerer en forsegling mellom returstammen 196 og den innvendige returstammen 198 i verktøyets "setnings"- "behandlings"- og "dumpings"-stilinger. I verktøyets "setnings"- (figurene 2A-2E) og "behandlings"- (figurene 3A-3E) stillinger befinner dreneringsslissene 228 seg nedenfor tetningen 229 og muliggjør således kommunikasjon av brønnfluid nedenfor pakningene med den sentrerte passasjen 120 og med omløpspassasjen 184.

Det rørformige huset 112 er tilveiebrakt med en dumpingsstamme 210 som innbefatter en dumpingsmuffe med én eller flere dumpingsporter 214. Dumpingsportene kan være behandlet på passende måte eller, for eksempel, innbefatte herdede innsetninger, dersom dette er ønskelig for å minimere potensialet for erosjon av dumpingsportene forårsaket av proppemiddel-partiklene som typisk er dispergert i fraktureringsslemningen. Den innvendige rørdelen 124 er i området ved dumpingsportene 214 i det rørformige huset 112 tilveiebrakt med en slisset seksjon som definerer slissede dumpingsporter 216. De slissede dumpingsportene 216 er kun posisjonert i fluidkommuniserende linjeføring med dumpingsportene 214 i "dumpings"-stillingen i figurene 4A-4E og i "frigjørings"-stillingen vist i figurene 5A-5E. I verktøyets "setnings"- og "behandlings"-stillinger er de slissede dumpingsportene 216 og dumpingsportene 214 isolert fra kommunikasjon. Det rørformige huset 112 og den innvendige rørdelen 124, og posisjoneringen av deres dumpingsporter utgjør således en mekanisk styrt dumpeventilmekanisme som sperrer for dumping i "setnings"- og "behandlings"-stillingene og tilveiebringer kontrollert dumping av fluid i foringsrøret og i kveilrøret i verktøyets "dumpings"- og "frigjørings"-stillinger.

Nedenfor dumpingsstammen 210 i det rørformige huset 112 er det montert en returmuffe 222 inn i hvilken den øvre enden av den innvendige returstammen 198 av den innvendige rørdelen 124 kan beveges teleskopisk. Returmuffen 222 er forseglet mot den nedre andelen av det rørformige huset ved hjelp av en annulær tetningsenhet 225 som også etablerer forsegling mot den innvendige rørdelen 124.1 "dumpings"-stillingen som vist i figurene 4A-4E sperrer et annulært tetningselement 229, som er festet i den nedre enden av returstammen 196, for strømning av fluid gjennom de langstrakte dreneringsslissene 228. Den innvendige returstammen 198 definerer en annulær seksjon 230 med redusert diameter som, i verktøyets "frigjørings"-stiIling, er posisjonert inne i og i en avstand fra den annulære tetningen 229 og tilveiebringer en fluid-strømningsvei forbi tetningen 229 til utløpsporten 231 fra returstammen 196 i det rørformige huset 112 for å muliggjøre hurtig strømning av fluid fra den sentrerte passasjen 120 inn i brønnen nedenfor verktøyet. I verktøyets "setnings"-,"behandlings"- og "dumpings"-stillinger er den annulære seksjonen 230 med redusert diameter posisjonert nedenfor den nedre enden av det rørformige huset, som vist.

Den innvendige returstammen 198 innbefatter et sirkulært internt sete 232 i hvilket det er plassert en port- monteringsstøtte 233. Port-monterings- støtten 233 holdes på plass av en øvre rørformig holder- og konnektorseksjon 234 av et returhus 235 med utvidet diameter som er skrudd fast med gjenger til en langstrakt hus-seksjon 236 med utvidet diameter. Et returportelement 237 er skrudd inn i port- monteringsstøtten 233 og tilveiebringer en strømnings-passasje med en dimensjon som er anpasset brønnen som skal behandles. I verktøyets "dumpings"-modus vil fraktureringsslamning eller behandlingsfluid i kveilrøret og fluid fra ringrommet i den isolerte seksjonen dreneres eller pumpes gjennom verktøyet og inn i foringsrøret nedenfor verktøyet. Det utskiftbare returportelementet 237 er konstruert for å begrense eller styre den nedoverrettede strømningshastigheten i slemningen for å minimere utviklingen av turbulens og således bidra til synkningen av de faste partiklene i slemningen ned i brønnen nedenfor verktøyet. Returportelementet 237 styrer strømningshastigheten til fortrengt brønnboringsfluid når det hydrostatiske lokket i kveilrøret er betydelig større enn det hydrostatiske lokket i brønnen. I dette tilfellet tenderer den underskylte slemningen til å strømme ut av kveilrøret med stor strømningshastighet, noe som potensielt vil kunne føre til at de faste partiklene i slemningen tetter endefilteret 239 i returrøret. En filtermonteringsmuffe 238 er forbundet til returportelementet 237, for eksempel med gjenger, og tilveiebringer monterings-støtte for endefilteret 239 gjennom hvilket fluidet fra porten må strømme. Endefilteret 239 minimerer videre turbulensen i strømningen av fluid fra porten og inn i returhuset 235 med utvidet diameter. Returhuset 235 er tilveiebrakt med et erstattelig filterelement 240 som holdes på plass i et annulært filtersete av en oppovervendt annulær låseskulder 241 på en endetilslutning 242 som er skrudd fast i den langstrakte hus-seksjonen 236. Endetilslutningen har en nedover-skrådd utforming og innbefatter sideporter 243 gjennom hvilke fluidet strømmer inn i foringsrøret nedenfor verktøyet.

Under innføring av verktøyet er det ønskelig å midlertidig låse det rør-formige huset 112 og den innvendige rørdelen 124 for innbyrdes bevegelse for å inaktivere returkraften forårsaket av det interne gasstrykket og for å mulig-gjøre kontinuerlig pumping av fluid gjennom verktøyet og inn i brønnforingsrøret mens verktøyet føres i stilling og deretter settes. Det er deretter ønskelig å frigjøre verktøyet fra låsegrepet og muliggjøre setning og påfølgende flytting og resetting av verktøyet ved selektiv pumping av fluid som skaper et trykkdifferensial og anvendelse av en trekkraft som trekker den innvendige rørdelen 124 oppover relativt det rørformige huset 112. Som vist i figur 2F innbefatter skjærpinner 250, som forløper gjennom gjengede porter i returmuffe-andelen 222 av det rørformige huset 112, skjærbare endeseksjoner som mottas i åpningene i låseelementene 252 og 254 for løsbart å fastgjøre låseelementene i et annulært låsespor 256 i den innvendige rørdelen, som vist i figur 2E. Under den initielle innføringen av verktøyet som én enhet gjennom brønnforingsrøret pumpes det således fluid kontinuerlig. Når verktøyet ankommer splittingsintervallet forårsaker et økt pumpetrykk at forankringene settes, etterfulgt av at pakningene settes, slik at det rørformige huset forankres og forsegles i brønn-foringsrøret. Den innvendige rørdelen 124 frigjøres deretter fra sitt midlertidige låsegrep med det rørformige huset ved anvendelse av et internt trykk som er tilstrekkelig til å skjære skjærpinnene 250. Når trykket i den innvendige rørdelen 124 er tilstrekkelig høyt til at skjærpinnene 250 bryter frigjøres det midlertidige låsegrepet og den innvendige rørdelen 124 beveges oppover til "behandlings"-stillingen som er vist i figurene 3A-3E. Deretter beveges den innvendige rørdelen 124 oppover og nedover av en trekkraft og av kraften fra gasskompre-sjonsfjærmediet som angitt ovenfor.

I lys av det foregående er det åpenbart at foreliggende oppfinnelse er velegnet til å oppnå alle de ovenfor beskrevne målene og egenskapene, sammen med andre mål og egenskaper som følger med anordningen beskrevet her.

De med kunnskaper på området vil lett se at foreliggende oppfinnelse på en enkel måte kan realiseres i andre konkrete former uten at en beveger seg utenfor tanken bak oppfinnelsen eller dens essensielle karakteristikker. Den foreliggende utførelsesformen skal derfor kun betraktes som en ikke-begrensende illustrasjon, idet oppfinnelsens rekkevidde defineres av de etter-følgende patentkravene og ikke den foregående beskrivelsen, og alle endringer som faller innenfor betydningen av og ekvivalensrekkevidden til de etter-følgende patentkravene er derfor ment å omfattes av beskrivelsen.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for behandling av én eller flere soner som penetreres av en brønnboring med et foringsrør (12) deri, der foringsrøret (12) er perforert ved brønndypet ved nevnte én eller flere soner for kommunikasjon av fluid med disse, karakterisert vedat nevnte fremgangsmåte omfatter: innføring av et kveilrørført behandlingsverktøy (10, 110) i brønnforingsrøret (12) til brønndypet ved en valgt sone; aktivering av minst én forankningsanordning og minst én pakningsanordning ved påføring av behandlingsfluidtrykk og forankring og forsegling av nevnte behandlingsverktøy (10, 110) i foringsrøret (12) for å etablere en isolert foringsrørseksjon for behandlingsaktivitet igangsatt av fluidtrykket; anvendelse av en løftekraft på kveilføringsrøret med påfølgende frigjøring av løftekraften for å oppnå indeksering av nevnte behandlingsverktøy (10, 110) til en behandlingsstilling drevet av en fjærspenningskraft; kommunikasjon av formasjonsbehandlingsfluid under trykk gjennom føringsrøret og nevnte behandlingsverktøy (10, 110) inn den isolerte seksjonen av foringsrøret (12) for å behandle formasjonen i den valgte sonen; videre omfattende påføring av en løftekraft til kveilerøret i motsatt retning i forhold til den fjærpåførte kraften for sjalting av nevnte behandlingsverktøy fra nevnte behandlingstilstand til en dumpingstilstand som tillater uttømming av fluid inne i rør - og behandlingsverktøyet og inn i foringsrøret (12) under behandlingsverktøyet, hvori, når verktøyet er i nevnte dumpingstilstand og når foringsrøret (12) under verktøyet er fylt med fluid, forflytter nevnte fluid som løsgjøres inn i foringsrøret (12) under behandlingsverktøyet, brønnboringsfluid under verktøyet gjennom uhindret omløpspassasje (184) gjennom verktøyet og inn i brønnboringen over verktøyet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat den videre omfatter anvendelse av en løftekraft på kveilføringsrøret med påfølgende avlastning av løftekraften for aktivering av en indekseringsmekanisme (76) av en J-slisse type og bringe nevnte behandlingsverktøy (10, 110) fra nevnte dumpingsstilling til en frigjøringsstilling der nevnte forankring og forsegling av nevnte behandlingsverktøy (10, 110) i nevnte foringsrør (12) frigjøres slik at behandlingsverktøyet (10, 110) kan trekkes vekk fra foringsrøret (12) ved hjelp av føringsrøret.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert vedat den videre omfatter opprettholdelse av kommunikasjonen mellom foringsrørseksjonene ovenfor og nedenfor nevnte behandlingsverktøy (10, 110) i alle operasjonsstillinger for behandlingsverktøyet.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat nevnte behandlingsfluid er en frakturerings-slemning.

5. Kveilrørført behandlingsverktøy (10, 110) for brønner innbefattende et foringsrør (12) perforert ved brønndypet ved minst én produksjonssone,karakterisert vedat det omfatter: et rørformig hus (16) som innbefatter minst én trykkaktivert pakning (22, 24, 176) og minst én trykkaktivert forankringsanordning for forsegling og forankring av nevnte rørformige hus (16) i foringsrøret (12), og som videre innbefatter en behandlingsport og en dumpingsport (28, 89, 214, 216); en innvendig rørdel (30) konstruert for å koples til kveilrøret for kveilrørføring inne i foringsrøret (12) og for tilførsel av behandlingsfluid under trykk til nevnte behandlingsverktøy (10, 110), idet nevnte innvendige rørdel (30, 124) kan beveges til valgte stillinger inne i nevnte rørformige hus (16) og innbefatter minst én behandlingsport og minst én dumpingsport (28, 89, 214, 216); en fjær som kontinuerlig anvender en spennkraft mot nevnte rørformige hus (16) og mot nevnte innvendige rørdel (30,124) for å bevege nevnte innvendige rørdel (30,124) nedover relativt nevnte rørformige hus (16); og en indekseringsmekanisme (76) av J-slisse type for selektiv innbyrdes posisjonering av nevnte rørformige hus (16) og nevnte innvendige rørdel (30, 124) i flere operasjonsstillinger som reksjon på lineær syklisk bevegelse av nevnte innvendige rørdelselement i forhold til nevnte rørformede hus ved selektiv påføring av en trekkraft på nevnte kveilrør (34) og nevnte indre rørformede element og ved nevnte drivende kraft fra nevnte fjær ved avlastning av nevnte trekkraft; videre omfattende en struktur som definerer en uhindret fluidkommuniserende omløpspassasje (184) inne i nevnte rørformede element for opprettholdelse av kommunikasjon av foringsrørseksjoner over og under behandlingsverktøyet i en av nevnte behandlingsverktøysmodi.

6. Kveilrørført behandlingsverktøy ifølge krav 5, karakterisert vedat nevnte flere operasjonsstillinger omfatter "setnings"-, "behandlings"-, "dumpings"- og "frigjørings"-stillinger.

7. Kveilrørført behandlingsverktøy (10, 110) ifølge krav 5,karakterisert vedat nevnte tilførsel av behandlingsfluid er en tilførsel fraktureringsfluid.

8. Kveilrørført behandlingsverktøy (10, 110) ifølge krav 6,karakterisert vedat det videre omfatter et fluidfilter.

9. Kveilrørført behandlingsverktøy (10, 110) ifølge krav 7,karakterisert vedat det videre omfatter en port som definerer en strupning i nevnte fluidkommunikasjonskanal for å styre fluidhastigheten i strømningen gjennom nevnte fluidkommunikasjonskanal og utvikle trykkforskjell over nevnte strupning og en resulterende kraft som virker nedover på nevnte innvendige rørdel (30, 124) som reaksjon på strømmen av behandlingsfluid.