NO801456L - Bypass-ventil for en oljebroenn-proevestreng - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et apparat for anvendelse med en rørledningsstreng anvendt til å utføre borestreng-prøver i olje- og gassbrønner. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen en kontrollventil som gjør det mulig for oppfanget fluidum å strømme ut fra det indre av prøvestrengen til brøn-nens ringrom når prøvestrengen senkes ned i en brønnboring til tettende kontakt med et pakningsutstyr av produksjons-

typen med wireline.

Under boringen av olje- og gassbrønner benyttes bl.a.

et borefluidum kjent som boreslam, for å opprettholde formasjonsfluidum i gjennomskårne formasjoner som følge av dets hydrostatiske trykk. For å tillate formasjonsfluidum å strømme til overflaten for analyse er det nødvendig å isolere formasjonen som skal prøves, fra det hydrostatiske trykk av borefluidum i brønnens ringrom. Dette gjøres ved å senke en rør-formet streng ned til den formasjon som skal prøves, og deretter tette brønnens ringrom mellom den rørformede streng og over formasjonen med et pakningsutstyr.

På en typisk måte blir en prøveventil inkludert ved

den nedre ende av den rørformede streng og senkes i lukket stilling slik at et lavere trykk eksisterer i senterboringen av den rørformede streng. Etter at formasjonen er isolert fra brønnens ringrom åpnes prøveventilen for å senke trykket i brønnboringen nær formasjonen som skal prøves, slik at formasjonsfluidum kan strømme fra formasjonen inn i den nedre ende av den rørformede streng og derfra til overflaten.

Det er karakteristisk at trykkfølere er inkludert i prøvestrengen slik at prøveventilen kan åpnes og stenges og trykkregistreringer foretas for å bedømme produksjonspotensi-alet i den formasjon som prøves.

Det kan anvendes to typer pakningsutstyr. Den første type er et pakningsutstyr som kan være inkorporert i en rør-formet streng og ekspanderer ved håndtering av den rørformede streng for å bevirke tetningen mellom veggene i brønnboringen og den rørformede prøvestreng. En annen type er et produksjonspakningsutstyr med et wirelinesett som senkes og festes til veggene av brønnboringen på det ønskede sted. Den rørformede streng har et tetningsutstyr ved sin nedre ende, senkes deretter ned i brønnboringen til tetningsutstyret ligger an i pakningsutstyret. av produksjonstypen for å bevirke den nødven-dige tetning til å isolere formasjonen.

Det vil forstås at hvis det anvendes et pakningsutstyr av produksjonstypen, vil fluidum som er oppfanget i brønnboringen under produksjonspakningsutstyret bli komprimert når den rørformede streng senkes ytterligere på plass etter at tetningsutstyret har bevirket sin tetning i produksjonspakningsutstyret . Dette fluidum som er oppfanget i brønnboringen under pakningsutstyret, må forskyves tilbake i formasjonen når tetningsutstyret'senkes ytterligere ned i pakningsutstyret. Forskyvningen av borefluidum inn i formasjonen er uønsket fordi det kan tette eller på annen vis skade porerommene i formasjonen, gjennom hvilke olje og gass må produseres. Hvis det også anvendes en ringromtrykkbetjent brønnprøveventil med en trykk-betjent isolasjonsventil såsom den beskrevet i US patent 3 964 544 eller US patent 3 976 136, vil kompresjonen av fluidum i den sentrale boring i brønnstrengen under prøveventilen øke arbeidstrykket for prøveventilen til en uønsket høy verdi.

Anvendelsen av de beskrevne utførelser hindrer at

høyt trykk fra det oppfangede fluidum kan utvikle seg som ellers kunne skade pakningsutstyret, trykkregistreringen, prøveventilen eller andre verktøy i prøvestrengen. Dette oppfangede fluidum kan også understøtte prøvestrengen og hindre dens bevegelse nedover til fullstendig anlegg i en opphengning. Når en prøveventil i prøvestrengen deretter åpnes, vil det oppfangede fluidum bli frigjort og la prøvestrengen falle, hvil-ket igjen kan skade rørledningen i strengen eller opphengningen.

I de viste utførelser av foreliggende oppfinnelse er et kontrollventilorgan anordnet under prøveventilen og over tetningsutstyret ved den nedre ende av prøvestrengen og er konstruert for å tillate komprimert fluidum i prøvestrengens sentrale boring under dens lukkede prøveventil å unnslippe til brønnens ringrom over pakningsutstyret. Når brønnens ringromtrykk økes for å betjene prøveventiler såsom de vist i ovennevnte US patenter 3 964 544 og 3 978 136, hindrer kontrollventilen at trykket øker i prøvestrengens sentrale boring og en blokeringsmekanisme blir betjent for å blokere kontrollventilorganene i en lukket stilling. Blokeringsorganene blir deretter låst i den lukkede stilling slik at behandlingsopera-sjpner av formasjonen som vist og beskrevet i US patent 3 976 136, kan foretas, hvori spesielle kjemikalier såsom en syre kan forskyves inn i formasjonen uten å unnslippe ut i brønnens ringrom gjennom kontrollventilen.

Den beskrevne oppfinnelse gjør bruk av ringromtrykk-drevne prøveapparater i kombinasjon med et pakningsutstyr av produksjonstypen som er mer effektivt ved at trykknivået som er nødvendig for å drive prøveverktøyet, ikke heves unødven-dig og operasjonen av verktøyet blir ikke ellers påvirket.

Det er vanlig praksis når et produksjonspakningsutstyr anvendes å senke prøvestrengen ned i brønnboringen inntil pakningsutstyret er "markert" ved å sette endel av prøvestren-gens vekt ned på pakningsutstyret. Forandringen i vektangiv-else ved overflaten som resultat av markering av pakningsutstyret benyttes til å bestemme den eksakte posisjon av pakningsutstyret.

Prøvestrengen blir deretter trukket tilbake i tilstrekkelig grad, slik at opphengningsinnretningen kan installeres i strengen. Denne opphengningsinnretning benyttes til å bære vekten av prøvestrengen slik at tetningsutstyret får kontakt med pakningsutstyret uten at en unødvendig mengde av vekten bæres av pakningsutstyret.

En forsinkelsesmekanisme styrer den hastighet hvorved blokeringsorganene beveger seg til helt lukket stilling for at tetningsutstyret kan fjernes fra pakningsutstyret under denne operasjon uten at blokeringsorganene beveges til den låste stengte stilling.

Det er også vist en kontrollventil som tillater boreslam å strømme fra den indre strømningskanal i prøvestrengen til brønnens ringrom uten å stoppe til kontrollventilmekanis-men.

Nå følger en kort beskrivelse av oppfinnelsen under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 viser et skjematisk "vertikalsnitt" av en representativ offshoreinstallasjon som kan anvendes for prøveformål av formasjoner og viser en forma-sjonsprøvestreng eller verktøyutstyr idet dette senkes ned i en undervannsbrønnboring til punktet like før tetningsutstyret tfcer inn i et produksjonspakningsutstyr og med prøvestrengen utstrakt oppover til en flytende betjenings- og prøvestasjon, fig. 2 er et vertikalt gjennomskåret oppriss av en foretrukket utførelse av oppfinnelsen og viser et kontrollventilorgan,

en skjærinnretning for innstilling av utstyrets arbeidstrykk, og en låseinnretning, fig. 3a-b satt sammen langs snittlinjene a-a, b-b og c-c gir et vertikalt gjennomskåret oppriss av en foretrukket utførelse av oppfinnelsen og viser et kontrollventilorgan med en radialt utstrekkbar gummihylse, en lukke-innretning for å lukke kontrollventilorganet når brønnens ringromtrykk økes, et forsinkelsesorgan for å forsinke steng-ningen av kontrollventilorganet og en låseinnretning for låsing av lukkeorganene i den lukkede stilling, og fig. 4 er et snitt av apparatet på fig. 3a-d langs linjen 4-4 på fig. 3d og viser detaljer i låseinnretningen.

Apparatet ifølge foreliggende oppfinnelse kan benyttes sammen med'en prøvestreng for oljebrønner utenfor kysten som vist på fig. 1.

Fig. 1 viser en flytende arbeidsstasjon 1 sentrert over en neddykket oljebrønn som befinner seg på havbunnen 2

og har et borehull 3 som strekker seg fra havbunnen 2 til en neddykket formasjon 5 som skal prøves. Borehullet 3 er på en karakteristisk måte foret med en stålforing 4 som er semen-tert på plass. En undervannsrørledning 6 strekker seg fra dekket 7 på den flytende arbeidsstasjon 1 til et brønnhodeanlegg 10. Den flytende arbeidsstasjon 1 har et boretårn 8 og et

løfteapparat 9 for å løfte og senke verktøy til boringen, prøvingen og komplettering av oljebrønnen".

På fig. 1 er vist"en prøvestreng 14 som senkes på plass i borehullet 3 i oljebrønnen. Prøvestrengen 14 inkluderer slike verktøy som en glideskjøt 15 for å kompensere bølge-virkningen på den flytende arbeidsstasjon 1 når prøvestrengen senkes på plass, en prøveventil 16 og en sirkulasjonsventil 17.

Glideskjøten 15 kan være lignende av den som er beskrevet i US-PS 3 354 950 bevilget 1967. Prøveventilen 16 kan være av en ringromtrykkfølsom type og er fortrinnsvis en med full åpning som beskrevet i US-PS 3 856 085 bevilget 1974 eller som beskrevet i US-PS 3 976 136 bevilget 1976 eller i

US-PS 3 964 544 bevilget 1976.

Sirkulasjonsventilen 17 er. fortrinnsvis av typen som er ringromtrykkfølsom og kan være den som er beskrevet i•

US-PS 3 850 250 bevilget 1974 eller kan være en kombinasjon

av sirkulasjonsventil og prøvetakingsmekanisme i likhet med de som er beskrevet i US-PS 4 063 593 bevilget 1977 eller US-PS 4 064 937 bevilget 1977. Sirkulasjonsventilen 17 kan også være den lukkbare type som beskrevet i US-PS 4 113 o12 bevilget 1978.

Som beskrevet i de ovennevnte US-patenter er både prøveventilen 16 og sirkulasjonsventilen 17 betjent ved hjelp av ringromtrykk utøvet av en pumpe 11 på dekket av den flytende arbeidsstasjon. Trykkvariasjoner overføres ved hjelp av en rørledning 12 til brønnens ringrom 13 mellom foringen 4 og prøvestrengen 14. ringromtrykket er adskilt fra formasjonen 5 som skal prøves, ved hjelp av et pakningsutstyr 18 innsatt i brønnens foring like over formasjonen 5. Kontrollventilutstyret 20 ifølge foreliggende oppfinnelse befinner seg i prøvestrengen 14 under prøveventilen 16. Dette kontrollventil-utstyr 20 er mest fordelaktig anvendt med et permanent produksjonspakningsutstyr 18 som f.eks. kan være en kjent markeds-ført type. Slike pakningsutstyr er velkjente innenfor olje-brønn-prøveteknikken.

Prøvestrengen 14 inkluderer et rørtetningsutstyr 19 ved den nedre ende av prøvestrengen 14 som trenger inn gjennom en kanal gjennom produksjonspakningsutstyret 18 for å danne en tetning som isolerer brønnens ringrom 13 over pakningsutstyret 18 fra en innvendig boringsdel 104 i brønnen umiddelbart inntil formasjonen 5 og under pakningsutstyret 18.

En perforert endedel 105 eller annet produksjonsrør befinner seg ved den nedre ende av tetningsutstyret 19 for å tillate formasjonsfluidum å strømme fra formasjonen 5 inn i strømningskanalen i prøvestrengen 14. Formasjonsfluidum slip-pes inn i brønnborings del en 104 gjennom perforeringene 103 anordnet i foringen 4 nær formasjonen 5.

En formasjonsprøve som styrer strømmen av fluidum fra formasjonen 5 gjennom strømningskanalen i prøvestrengen 14 ved påføring og frigjøring av ringromtrykket til brønnens ringrom 13 ved hjelp av pumpen 11 for å bet jene prøveventilen 16 og sirkulasjonsventilutstyret 17 og måling av det trykk som byg-ger seg opp med passende trykkfølere i prøvestrengen 14 er helt ut beskrevet i de nevnte patenter.

Prøvestrengen 14 senkes ned i oljebrønnens boring 3 ved hjelp av løfteorganer 9 til en riflet opphengning 100 er i bærende kontakt med en understøttende demperinnretning 101

på havbunnen 2. Over opphengningen 100 er et undervanns-prøveventilhode 102 som f.eks. kan være det trykkbetjente under-vannsprøveventilhode beskrevet i US patent 4 116 272 bevilget 1978, eller det kan være det hydraulisk.betjente undervanns-prøveventilhode som er tilgjengelig på markedet.

En vanlig fremgangsmåte for anbringelse av den riflete opphengning 100 på det korrekte sted i prøvestrengen 14

er å senke prøvestrengen 14 uten opphengningen ned i oljebrøn-nens boring' 3 inntil tetningsutstyret 19 er helt innført i pakningsutstyret 18 og den nedre ende av prøvestrengen 14.hviler på toppen av pakningsutstyret 18. Dette tilfelle indike-res ved overflaten ved en reduksjon av vekten av prøvestrengen 14 etter hvert som mer og mer av vekten understøttes av pakningsutstyret 18.'Prøvestrengen 14 blir deretter markert og prøvestrengen 14 fjernes tilstrekkelig slik at den riflete opphengning 100 kan innstalleres i prøvestrengen 14 i en kor-rekt avstand,under merket slik at når prøvestrengen 14 senkes pånytt ned i oljebrønnens boring 3, hviler den riflete opphengning 100 på demperorganene 101 og tetningsorganet 19 vil være ført inn i pakningsutstyret 18 men uten at vekten av prøve-strengen 14 understøttes av pakningsutstyret 18.

Det kan ses at når tetningsorganene 19 er ført inn i pakningsutstyret 18, vil fluidum være oppfanget i den sentrale del 104 av boringen. Dette oppfangede fluidum må forskyves tilbake til formasjonen når tetningsorganene 19 føres ytterligere inn i den indre boring 104. Det vil også forstås at bevegelse av tetningsorganene 19 og den perforerte endedel 105 inn i den indre boring 104 vil bevirke at trykket i den indre boringsdel 104 øker og derved øker det trykk som er nød-vendig for å betjene en trykkdrevet isolasjonsventil som anvendes i prøveanordningen 16, hvis en prøveventil benyttes av den type som er beskrevet i US patent 3 964 544.

Kontrollventilutstyret 20 ifølge, foreliggende oppfinnelse installeres under prøveventilen 16 for å tillate det oppfangede formasjonsfluidum i den indre del 104 av boringen å bevege seg inn i brønnens ringrom 13 når tetningsutstyret 19 skyves lenger og lenger inn i den indre boringsdel 104.

Dette hindrer for stor trykkansamling i det indre av prøve-strengen 14 under prøveventilen 16 og hindrer likeledes at boreslam i den indre boringsdel 104 blir skjøvet inn i formasjonen 5 når prøvestrengen 14 senkes under dens siste økning av bevegelsen på plass.

En av de foretrukne' utførelser er vist som kontroll-ventilutstyr 20 på fig. 2. Ventilutstyret 20 har en øvre ytre kapsling 21, en nedre ytre kapsling 22 og en innvendig boring 25 for kommunikasjon med strømningsgjennomgangen gjennom prøvestrengen.

Der er anordnet gjenger 23 i den øvre ytre kapsling

21 for å forbinde utstyret 20 med prøvestrengen f.eks. under prøveventilen som omtalt i forbindelse med fig. 1-og vist i US patent 3 976 136 eller prøveventilen vist i US patent

3 964 544 . Der er anordnet gjenger 24 i den nedre ytre-

kapsling 22 for anvendelse ved installering av utstyret 20 i prøvestrengen som omtalt i forbindelse med fig. 1.

En strømningsgjennomgang 2 6 og en trykkgjennomgang

27 er anordnet gjennom den øvre ytre kapsling 21. Forbind-

elsen gjennom strømningskanalen 26 styres ved hjelp av en kontrollventil som har en glidende ventilkjerne 28 som inkluderer en øvre hylsedel 29 og en nedre kravedel 30. Denne øvre hylse-

del 29 dekker strømningskanalen 26 når den glidende ventil-

kjerne 28 er i sin normale øvre posisjon.

En utspart del 31 er anordnet i den øvre ytre kaps-

ling 21 for å ta opp den øvre hylsedel 29, og en nedre ut-

spart del 32 er anordnet for å ta opp kravedelen 30 av den glidende ventilkjerne 28. Ansatsen mellom den utsparte del 31 og den utsparte del 32 danner et kammer 33 mellom kapslin-

gen 21 og hylsedelen 29 og kravedelen 30 av ventilkjernen 28. Denne kammerdel 33 kommuniserer med trykkgjennomgangen 27 og

står således i forbindelse med den indre boring 25 i utstyret

20.

i

En fjærinnretning 34 er anordnet i den utsparte del 32 og påvirker elastisk den glidende ventilkjerne 28 i retning oppover. En stoppekrave 35 er brytbart holdt på plass av skjærskruer 36 for å stoppe bevegelsen oppover av kjernen 28 inntil en på forhånd bestemt kraft innstilt av skjær-skruene 36, overstiges "i retning oppover. Tetningsorganer, såsom O-ringer 41 og 42 er anordnet mellom ventilkjernen 28 og den ytre kapsling 21 som vist på fig. 2, slik at når ventilkjernen 28 er i sin normale stilling lukkes strømningskanalen 26 og trykkanalen 27 for å hindre forbindelse mellom den indre boring 25 og brønnens ringrom som omgir ventilutstyret 20.

Det vil fremgå at hvis trykket i den indre boring 25 overstiger trykket i brønnens ringrom, vil dette indre trykk bli overført ved gjennomgangen 27 til kammerorganene 33 for å levere en nedoverrettet kraft til ventilkjernen 28. Når trykk-forskjellen er tilstrekkelig til å overvinne den kraft som leveres av fjæren 34, vil den glidende ventilkjerne 28 bevege seg nedover til strømningskanalen 26 åpnes og tillater fluidum å strømme fra den indre boring 25 til ringrommet som"omgir ventilutstyret 20. Denne strømning vil senke det indre trykk i boringen 25 i tilstrekkelig grad slik at fjæren 34 igjen kan forskyve ventilkjernen oppover inntil hylsedelen 29 igjen dekker strømningskanalen 26 og den indre boring 25 er avstengt eller forseglet fra forbindelse med ringrommet som omgir ventilutstyret 20, ved hjelp av O-ringtetningene 41 og 42 .

Når trykket i brønnens ringrom er hevet for å betjene de andre verktøy .i prøvestrengen som er følsomme for ringromtrykket, som beskrevet i forbindelse med fig. 1, vil det bli generert en oppadrettet kraft på grunn av det høyere trykk i ringrommet sammenlignet med trykket i<iden sentrale boring 25 i ventilutstyret 20. Når denne oppadrettede kraft er tilstrekkelig til å skjære av skjærskruen 36 i kraven 35, vil den glidende ventilkjerne 28 bevege seg oppover til sin øverste låste stilling.

En låsering 45 er anordnet oppfanget mellom kravedelen 30 av ventilkjernen 28 og den ytre kapsling 21 av ventilutstyret 20 og hylsen 46. ' Låseringen 45 låser ventilkjernen i den øverste posisjon for å låse strømningskanalen 26 stengt når kravedelen 30 av kjernen 28 beveger seg oppover tilstrekkelig til å avdekke låseringen 45. Hvis således det indre trykk 25 økes over ringromtrykket, såsom i en syrebehandling eller brønnbehandlingsanvendelse som beskrevet i forbindelsé med prøveventilen vist i US patent 3 964 544, vil den glidende ventilkjerne 28 ikke bli beveget til den åpnede stilling.

Hylsen 46 er slik dimensjonert at den skal tillate kravedelen 30 av ventilkjernen 28 å bevege seg fritt oppover og nedover som beskrevet ovenfor. Hvis ønsket kunne hylsen 46 være laget som en del av den øvre ytre kapsling 21.

I arbeidet er utstyret 20 satt inn i prøvestrengen'

med en prøveventil 16 såsom den beskrevet i ovennevnte US patent 3 964 544, hvis hele beskrivelse er tatt med her som referanse, for å åpne og stenge strømningskanalen gjennom prøvestrengen 14 fra formasjonen 5 til arbeidsstasjonen 1.

En ytterligere strømningsgjennomgang 26 er anordnet gjennom kapslingen 21 for verktøyet 20 fra-den langsgående gjennomgang gjennom prøvestrengen som inkluderer boringen 25 gjennom verktøyet 20, til ringrommet 13 i brønnen. Denne ytterligere gjennomgang 26 blokeres av den øvre del 29 av ventilkjernen 28. Denne ventilkjerne 28 er endel av en kontroll-ventilanordning som drives ved hjelp av et differensialtrykk mellom den indre boring 25 og ringrommet 13. Når trykket i boringen 25 er høyere enn trykket i ringrommet 13 med en verdi tilstrekkelig til å overvinne fjæren 34, beveger kjernen 28

seg til den åpne stilling.

Når brønnens ringromtrykk er lik trykket i boringen

25 beveger kjernen 28 seg til den stengte stilling. Når brøn-nens ringromtrykk økes for drift av prøveventilen 16 og er høyere enn trykket i boringen 25 en verdi tilstrekkelig til å skjære av skruene 36, beveger kjernen 28 seg til en låst stengt stilling.

En annen foretrukket utførelse av oppfinnelsener vist som apparatet 20a på fig. 3a - 3d. Apparatet 20a inkluderer en ytre kapsling med en øvre kapslingdel 50 som har innvendige gjenger 51 for feste av apparatet 20a i en prøvestreng over apparatet, en kontrollventilkapslingdel 52 med en øvre forlengelse 53 som inkluderer en ansatsdel 54 som skal forklares senere, en målekammerkapsling 55, en mellomliggende kapsling

56 og en nedre kapsling 57 som har en nedre gjenget forleng-

else 58 for feste av apparatet 20a i en prøvestreng under apparatet. Det rørformede kapslingutstyr. har en innvendig boring 59 som går gjennom hele apparatet 20a.

Inne i det rørformede kapslingutstyr er en indre glidende kjerne 60, en øvre forlengelse 64 som med gjenger er festet til den øvre ende av den glidende kjerne 60, og en stem-pelkjerne 61 som inkluderer en redusert del 62 og en nedre ende 63.

Apparatet 20a inkluderer en kontrollventilinnretning

65 med et antall kontrollventilåpninger 66 gjennom ventil-kapslingdelen 52 og som kommuniserer med et antall siderettede åpninger 67 gjennom den øvre forlengelse 64 av det indre glidende kjerneutstyr. En kontrollventilhylse 68 er anbragt over den øvre forlengelse 53 av kontrollventilkapslingen 52 og har en krave 69 som er oppfanget mellom ansatsen 54 på forlengelsen 53 og den nedre ende av den øvre kapslingdel 50 som vist på

fig. 3a. Dette arrangement holder kontrollventilhyIsen 68 sikkert på plass.

Et gummiskjørt 70 er anbragt over kontrollventil-åpningene 66 som vist på fig. 3b og holdes på plass av en leppe 71 på den nedre ende av kontrollventilhyIsen 68. Dette gummi-skjørt 70 er anordnet for å tillate fluidumgjennomgang fra den indre boring 59 gjennom kommuniserende åpninger 67 og 66 til området utvendig av utstyret 20a, og hindrer fluidumstrømning fra brønnens ringrom utvendig av utstyret 20a inn i den indre boring 59 gjennom de nevnte åpninger 66 og 67.

Tetningsorganer 72 er anordnet mellom forlengelsen 53

av kontrollventil-kapslingdelen 52 og den øvre forlengelse 64

av det indre glidende kjerneutstyr og er konstruert for å gi en tetning mellom kapslingens forlengelse 53 og kjernedelen 60 når det indre glidende kjerneutstyr beveger seg oppover til sin stengte stilling.

Et kraftkammer 73 vist på fig. 3d er anordnet mellom

den mellomliggende kapslingdel 56 og kraftstenipelkjernen 61

av det indre glidende kjerneutstyr. En kraftåpning 74 gjennom den mellomliggende kapslingdel 56 danner forbindelse fra brøn-nens ringrom utenfor og utstyret 20a med kraftkammeret 73.

Et oljefylt kammer vist på fig. 3c er anordnet mellom målekammer-kapslingdelen 55 og den indre glidende kjernedel 60

og er delt opp i en øvre del 75 og en nedre del 76. Den nedre ende av den nedre oljefylte kammerdel 76 er tettet ved hjelp av tetningsorganer 77. Tetningsorganer 78 vist på fig. 3d er anordnet i den nedre ende av kraftkammeret 73 og har en mindre radius enn radiusen av tetningsorganene 77 for å skaffe et ringformet stempel i stempelkjernen 61 slik at brønnens ringromtrykk som er høyere enn trykket i den indre boring 59 i apparatet 20a vil påvirke stempelkjernen 61 og det forbundne indre glidende kjerneutstyr oppover.

Et øvre tetningsorgan 79 vist på fig. 3b er anordnet mellom det glidende kjerneelement 60 og målekammerets kaps-

ling 55 for å tette den øvre ende av den oljefylte kammerdel 75.

En mekanisk fjær 80 er anordnet i den oljefylte kammerdel 71 for å påvirke den indre glidende kjerne nedover til en normalt åpen stilling som tillater fluidumforbindelse gjennom de kommuniserende åpninger 67 og 66. En putering 81 er anordnet i det glidende kjerneelement 60 for å trykke sammen fjæren 80 når det indre glidende kjerneutstyr beveges oppover.

En holdering 82 holder puteringen 81 på plass. Et målestem-pelorgan 83 er oppfanget mellom holderingen 82 og den øvre ende av kraftstempelkjernen 61 og inkluderer tetningsorganer 84 og 85 for å skille det øvre oljefylte kammer 75 fra det nedre oljefylte kammer 76.

En målegjennomgang 86 er anordnet gjennom målestempel-innretningen 83 som vist på fig. 3c. Målegjennomgangen 86 inkluderer en måleinnretning 87 såsom en markedsført type med betegnelsen "Lee Visco". Denne måleinnretning er anordnet for å styre hastigheten av oljegjennomgangen fra det øvre kammer 75 til det nedre kammer 76 for å styre bevegelsen av den indre glidende kjerne i retning oppover. Et forbiføringsorgan som inkluderer en forbiføringspassasje 88, en 0-ring 89 og et V-spor 90 i målestempelorganet 83, er anordnet for å skaffe en mulighet for forbipassering av olje omkring måleinnretningen 87 når den indre glidende kjerne beveger seg i retning nedover.

Et låseorgan 91 vist på fig. 3d er anordnet i den

nedre ende av utstyret 2 0a og inkluderer et låseorganhulrom 92

mellom det nedre kapslingelement 57 og den nedre ende 63 av kraftstempelkjernen .61. I hulrommet 92 er anbragt et ring-element 93 med et antall plugger 94 med innbyrdes avstand i avtrappete huller 99 omkring sin omkrets. Hver låseplugg 94 inkluderer et spor 95. En O-ring 96 er strukket omkring låsepluggene i ringelementet 95 for å skaffe en innoverrettet kraft mot hver plugg.

Virkemåten for låseorganene kan bedre forstås med hen- , visning til fig. 4 som er et snitt av apparatet 20a tatt langs linjen 4-4 på fig. 3d. O-ringen 96 er utelatt på fig. 4 for bedre oversikts skyld.

Ringeelementet 93 har et spor 97 som ligger på linje

med sporet 95 i låsepluggene 94 for opptak av O-ringen 96. Et spor 98 lenger inne er anordnet i ringelementet 93 for å tillate O-ringen 96 å bevege seg radialt innover under bevegelse av låsepluggene 94 til bunnen av de avtrappete huller 99 når enden 63 beveger seg til den øverste stilling.

Det vil forstås at når den indre glidende kjerne beveges oppover for å blokere åpningen 66, vil den nedre ende 63 av det indre kjerneutstyr beveges oppover til det frigjør låsepluggene 94 og tillater disse å bevege seg innover til deres anleggsstilling. Når låsepluggene 94 har beveget seg innover kan det indre glidende kjerneutstyr ikke bevege seg nedover forbi låsepluggene 94 som nå strekker seg inn i den indre boring 59 av apparatet 20a.

Det vil forstås at når apparatet 20a skal erstatte apparatet 2 0 på fig. 1 og verktøyet senkés ned i brønnborin-

gen 3, vil trykket i brønnens ringrom 13 være lik-trykket i den indre boring 59 av apparatet 20a. Mens således verktøyet senkes på plass vil der ikke være noen overføring av fluidum gjennom de kommuniserende passasjer 66 og 67. Når prøvestren-

gen 14 senkes tilstrekkelig slik at tetningsutstyret 19 føres tettende inn i pakningsutstyret 18, vil trykket i den indre boring 5 9 begynne å stige høyere enn trykket i brønnens ring-

rom 13 når prøvestrengen senkes ytterligere ned i hullet og brønnfluidum oppfanget i brønnens boringsdel 104 komprimeres av tetningsutstyret 19 som beveger sog inn i delen 104. Dette høyere trykk i den indre boring 59 vil bevirke at gummiskjørtet 70 beveger seg radialt utover for å tillate fluidum å strømme

gjennom åpningene 67 og 66 og inn i ringrommet 13. Når tilstrekkelig fluidum beveger seg ut av den indre boring 59 vil trykket i den indre boring 59 igjen tilsvare brønnens ringromtrykk og gummiskjørtet 70 vil bevege seg tilbake til sin lukkede stilling.

På denne måte vil brønnfluidum bli fjernet fra brøn-nens boredel 104 inntil prøvestrengen har fullt anlegg på plass. Når prøvestrengen er senket tilstrekkelig blir endel av prøvestrengens vekt båret av pakningsutstyret 18 og vil bli registrert ved overflaten ved en forandring i angivelsen "vekt på kroken". Prøvestrengen vil bli merket ved overflaten 7 av arbeidsstasjonen 1 og prøvestrengen 14 vil bli fjernet fra brønnboringen en tilstrekkelig distanse slik at den riflede opphengning 100 kan installeres på det korrekte sted i prøve-strengen. Prøvestrengen 14 blir deretter senket pånytt i brønn-boringen 4 inntil den riflede opphengning 100 kommer til.ro på den understøttende puteinnretning 101. Opphengningen 100 installeres i prøvestrengen 14 slik at vekten av prøvestrengen 14 under opphengningen 100 vil være understøttet av opphengningen 100 med tetningsutstyret 19 ført inn i pakningsutstyret 18.

Det kan forstås at når prøvestrengen 14 er trukket til-e bake fra brønnboringen 4 for å installere opphengningen 100, vil volumet av tetningsutstyret 19 og den perforerte endedel 105 være fjernet fra brønnboringens del 104 i brønnen og hvis brønnfluidum ikke erstattes i delen 104, vil trykket i den. indre boring 5 9 av apparatet være lavere enn trykket i brønnens ringrom 13. I den utførelse som er omtalt i forbindelse med fig. 2, ville dette lavere trykk bevirke avskjæring av tappene 36 og hylsedelen 29 ville bevege seg oppover og låses på plass og blokere strømningsgjennomgangen 26. Således kunne apparatet omtalt i forbindelse med fig. 2 ikke benyttes om igjen for inn-føring av tetningsutstyret 19 i pakningsutstyret 18 etter at opphengningen 100 var installert i prøvestrengen 14. I apparatet 20a omtalt i forbindelse med fig. 3a - 3d ville måle-utstyret 87 i målestemplet 83 styre bevegelsen av den indre glidende kjerne i bevegelse oppover når det indre borings-trykk ble senket som beskrevet i forbindelse med installeringen av opphengningen 100. Denne forsinkede bevegelse av det indre glidende kjerneutstyr ville være tilstrekkelig til å tillate formasjonen 5 å produsere fluidum for å. fylle brønnborings-delen 104 og tillate fjernelse av tetningsorganene 19 fra pakningsutstyret 18. Den riflete opphenging 100 kunne da installeres i prøvestrengen 14 og denne senkes pånytt ned i brønn-boringen 4 inntil opphengningen 100 ble understøttet av pute-orgahene 101 som beskrevet i det foregående,

Den ved ringromtrykket betjente prøveventil 16 kan deretter betjenes på vanlig måte. Når brønnens ringromtrykk heves for å betjene prøveventilen 16, vil den indre glidende kjerne bevege seg oppover med den målte hastighet inntil det glidende kjerneelement 60 stengte åpningene 66 og den nedre ende 63 passerte låsepluggene 94. Låsepluggene 94 ville deretter bevege seg innover for å låse kontrollventilorganene 65

i den stengte stilling for resten av prøveprogrammet. Denne låste stengte tilstand ville være ytterligere fordelaktig fordi brønnbehandlingsoperasjonene kunne ledes ved å pumpe for-skjellige brønnbehandlingsfluidum gjennom prøvestrengen og inn i formasjonen 5 og derved heve trykket i den indre boring 59 med kontrollventilutstyret 65 i den låste stengte stilling. Denne behandlingsoperasjon er ytterligere beskrevet i forbindelse med prøveventilen 16 i US patent 3 964 544.

Utførelsen på fig. 3a - 3d kan benyttes med et langt tetningsutstyr 105 for å eliminere nødvendigheten av glide-skjøten 15. Virkningen av kontrollventilorganene 65 og måleinnretningen 87 ville tillate tetningsutstyret 105 å bevege seg oppover og nedover i pakningsutstyret 18 med bølgebevegelsen av den flytende arbeidsstasjon 1 mens prøvestrengen ble senket på plass uten å lukke kontrollventilorganene 65.

For å inspisere operasjonen av utførelsen på fig. 3a

- 3d er utstyret 2a inkorporert i en prøvestreng 14 slik at den indre boring 59 i apparatet danner endel av strømnings-kanalen gjennom prøvestrengen fra formasjonen 5 til arbeidsstasjonen 1. Denne strømningskanal styres ved prøveventilen 16 i prøvestrengen, hvilken ventil er følsom for ringromtrykket .

En ytterligere strømningsgjennomgang gjennom rør-veggene 52 i apparatet 20a er skaffet ved hjelp av åpninger 66 som er forbundet med åpninger 67 gjennom den øvre forleng else 64. Denne ytterligere strømningsgjennomgang styres ved hjelp av en differensialtrykk-ventilinnretning som omfatter det radialt utstrekkbare gummiskjørt 70 som er anbragt omkring den ytre omkrets av apparatet over åpningene 66 slik at når trykket i den sentrale boring 59 er større, beveges gummi-skjørtetbort fra åpningene 66 for å tillate fluidumstrømning fra boringen 5 9 inn i ringrommet 13. Når brønnens ringrom-

trykk er høyere enn. trykket i boringen, tetter gummiskjørtet mot åpningene 66 slik at fluidum ikke kan strømme fra ringrommet 13 inn i den sentrale boring 59.

Når ringromtrykket holdes på en høy verdi gjennom et tilstrekkelig tidsintervall, beveger det indre glidende kjerneutstyr seg oppover for å tette den indre ende av åpningene 66

i en låst lukket stilling.

Claims (10)

1 . Anordning i et apparat for frigjøring av fluidum oppfanget mellom en forhåndsinnstilt pakning og en stengt prøve-ventil i en testestreng i et borehull når testestrengen er opplagret i den forhåndsinnstilte pakning, karakter-, i s e r t ved kontrollventilorganer i anordningens vegger for frigjøring av fluidum fra det indre av anordningen til det . ytre som omgir denne når det innvendige fluidumtrykk overstiger det utvendige trykk, og for å stenge og hindre fluidum-strømning fra det utvendige til det innvendige når det utvendige fluidumtrykk overstiger det innvendige trykk, forskyvbare kjerneorganer i det indre av anordningen følsomme for det ytre trykk for forskyvning fra en første åpen stilling, hvori fluidum-adgang til nevnte kontrollventilorganer fra det indre av anordningen er åpent, til en annen lukket posisjon, hvori fluidum-adgang til nevnte kontrollventilorganer fra det indre av anordningen er blokert, idet de forskyvbare kjerneorganer har trykk-følsomme organer for bevegelse av de forskyvbare kjerneorganer fra den første posisjon til den annen posisjon når det nevnte ytre trykk økes, og forsinkelsesorganer følsomme for de for- i skyvbare kjerneorganer for å forsinke bevegelse av disse gjennom en tidsperiode etter at det ytre trykk er øket.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at veggene i apparatet inneholder åpningsorganer fra det indre av apparatet til det.ytre og kontrollventilen omfatter et gummiskjørt rundt omkretsen av apparatet over åpningsorganene og festet ved en ende, idet gummiskjørtet er innret-tet for radial ekspansjon utover for å tillate fluidumstrøm-ning gjennom åpningsorganene fra det indre av apparatet til det ytre og for tetning av åpningsorganene når det ytre trykk er i det minste lik det indre fluidumtrykk.

3- Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at apparatet har et kammer i veggene og forsinkelsesorganene omfatter et ringformet stempel rundt omkretsen av de forskyvbare kjerneorganer som deler kammeret i øvre og nedre deler, et fluidum i nevnte øvre og nedre deler av kammeret og en måleinnretning i det ringformede stempel for overføring av fluidum fra en del av kammeret til den annen del av samme kammer med en tilmålt hastighet når det ringformede stempel beveges gjennom kammeret fø lsomt for bevegelse av de forskyvbare kjerneorganer.

4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at forsinkelsesorganene dessuten omfatter forbiførings-organer til forbiføring av måleorganene når de forskyvbare kjerneorganer beveger seg bort fra den annen lukkede stilling mot den første åpne stilling og fjærorganer i en ende av nevnte kammerdeler for å påvirke de forskyvbare kjerneorganer mot den første åpne stilling.

5. Anordning ifølge krav 1 , karakterisert ved låseorganer for låsing av de forskyvbare kjerneorganer i den nevnte annen lukkede stilling.

6. Apparat til bruk med en prøvestreng i borehullet i en brønn og med utstrekning fra en formasjon som skal prøves, opp til overflaten, karakterisert ved en rørformet kapsling med organer ved hver ende for innsetning av nevnte apparat i prøvestrengen.og med en krafttrykkåpning som munner ut i brønnens ringrom og en strømningsgjennomgang for føring av fluidum fra den indre boring i den rørformede kapsling til brønnens ringrom som omgir apparatet, et gummiskjørt rundt omkretsen av den rørformede kapsling over strømningsgjennomgangen, radialt utstrekkbar utover for åpning av strømningsgjennomgan-gen og føring av fluidum fra den indre boring av den rørformede kapsling til brønnens ringrom når trykket i den indre boring overstiger trykket i brønnens ringrom, indre forskyvbare kjerneorganer i den rørformede kapsling med en redusert del utsatt for trykk sluppet inn mellom den rørformede kapsling og den indre forskyvbare kjerne ved hjelp av krafttrykkåpningen, og anordnet for å beveges fra en første stilling som åpner den indre ende av strømningsgjennomgangen, til en annen stilling som tetter lukket den indre ende av strømningsgjennomgangen når brønnens ringromtrykk overstiger trykket i den indre boring, og forsinkelsesorganer for å forsinke bevegelsen av den indre forskyvbare kjerne fra den første posisjon til den annen posisjon.

7. Apparat ifølge krav 6, karakterisert ved at apparatet har et oljefylt kammer mellom den rørformede kapsling og den indre glidende kjerne og forsinkelsesinnret-ningen omfatter et ringformet stempel rundt omkretsen av den indre glidende kjerne som deler det oljefylte kammer, måle-organer i det ringformede stempel for overføring av olje med tilmålt hastighet fra en side av det ringformede stempel til den annen side når den glidende kjerne beveger seg bort fra den første stilling mot den annen stilling, forbiføringsorga-ner for forbiføring av olje rundt tilmålingsorganene når den glidende kjerne beveger seg bort fra den annen stilling mot den første stilling og fjærorganer for påvirkning av den glidende kjerne bort fra den annen stilling mot den første stilling.

8. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved låseorganer for låsing av den glidende kjerne i nevnte annen stilling etter at kjernen har beveget seg til den annen stilling.

9. Fremgangsmåte ved prøving av en jordformasjon som gjennomtrenges av et borehull som strekker seg fra overflaten/karakterisert ved anbringelse av et produksjonspakningsutstyr i borehullet over den formasjon som skal prøves, senking ned i borehullet av en prøvestreng med en strømnings-kanal gjennom sin lengde, et tetningsutstyr for inngrep med pakningsutstyret, et apparat over tetningsutstyret og som inkluderer en kontrollventil for gjennomføring av en fiuidum-strøm fra strømningsgjennomgangen til brønnens ringrom og for blokering av fluidumstrømmen fra brønnens ringrom til strøm-ningsgjennomgangen og blokeringsorganer følsomme for ringrom- trykkets økninger for tettende blokering av adgangen til kontrollventilen fra strø mningsgjennomgangen, inngrep av tetningsutstyret med pakningsutstyret for å danne en fluidumtett tetning omkring formasjonen som skal prø ves og adskille formasjonen fra brønnens ringrom over pakningsutstyret, ytterligere senkning av prøvestrengen for anlegg av tetningsutstyret i pakningsutstyret, følsom for økninger av fluidumtrykket i strøm-ningsg jennomgangen under ytterligere senkningstrinn, åpning av kontrollventilen gjennom veggene av prøvestrengen over pakningsutstyret for avlastning av trykkøkninger i strømnings- gjennomgangen, bestemmelse ved overflaten av stedet for opp-hengningsorganer for å understøtte vekten av prøvestrengen i brønnboringen med tetningsutstyret i inngrep med pakningsutstyret uten unødvendig vekt påført pakningsutstyret, til-baketrekning av prøvestrengen fra borehullet en tilstrekkelig distanse til å installere opphengningsorganene, under dette tilbaketrekningstrinn, styring av hastigheten av blokering av adgangen til kontrollventilen ved blokeringsorganene en tilstrekkelig tid til å tillate frigjøring av tetningsorganene fra pakningsutstyret før adgang til kontrollventilen er tettende blokert, installering av opphengningsorganene i prøvestrengen, gjentagelse av de første trinn for opphengning av prøvestrengen fra opphengningsorganene med tetningsorganene i tettende inngrep med pakningsutstyret, økning av trykket i brønnens ringrom for å betjene verktøy som er følsomt for ringromtrykket i prøvestrengen og.bibehold av brønnens ringromtrykkøkning en tilstrekkelig tid for tettende å blokere adgangen til kontrollventilorganene ved blokeringsorganene følsomme for det høye ringromtrykk.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved låsing av blokeringsorganene i den lukkede stilling som tetter adgang til kontrollventilen og pumping av materiale ned gjennom strømningsgjennomgangen i prøvestrengen for behandling av den formasjon som skal prøves.