(12) Oversettelse av europeisk patentskrift

Transkript

1 (12) Oversettelse av europeisk patentskrift (11) NO/EP B1 (19) NO NORGE (1) Int Cl. E21B 33/12 (06.01) E21B 33/128 (06.01) E21B 43/ (06.01) Patentstyret (21) Oversettelse publisert (80) Dato for Den Europeiske Patentmyndighets publisering av det meddelte patentet (86) Europeisk søknadsnr (86) Europeisk innleveringsdag (87) Den europeiske søknadens Publiseringsdato (84) Utpekte stater AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR (73) Innehaver Welltec A/S, Gydevang 2, 340 Allerød, DK-Danmark (72) Oppfinner Hazel, Paul, North Skelmonae,Ellon, Aberdeen, AB41/7JQ, GB-Storbritannia Hallundbaek, Jorgen, Haregabsvej 1,Esbonderup Skovhuse, 32 Graested, DK- Danmark (74) Fullmektig Tandbergs Patentkontor AS, Postboks 170 Vika, 0118 OSLO, Norge (4) Benevnelse Ringformet barriere og ringformet barrieresystem (6) Anførte publikasjoner US-A US-A US-A US-A US-B US-B US-B

2 1 Beskrivelse Område for oppfinnelsen [0001] Den foreliggende oppfinnelse angår en ringformet barriere som har en rørformet del for montering som en del av brønnrørsstrukturen, den ringformede barriere omfatter videre en ekspanderbar hylse som omgir rørdelen, hver ende av den ekspanderbare hylse er festet ved forskjellige festemidler på rørdelen. Oppfinnelsen vedrører videre et ringformet system for å ekspandere en ringformet barriere i et ringrom mellom en brønnrørsstruktur og en innvendig vegg av et borehull eller nede i et brønnhull, for eksempel for å forsegle ringrommet. Teknikkens stand 1 [0002] I brønnboringer, brukes ringformede barrierer for forskjellige formål, for eksempel for å tilveiebringe en barriere for strømning mellom en indre og en ytre rørstruktur eller en indre rørstruktur og den indre vegg av borehullet. De ringformede barrierer er montert som en del av brønnrørsstrukturen. En ringformet barriere har en indre vegg omgitt av en ringformet ekspanderbar hylse. Den ekspanderbare hylse blir vanligvis fremstilt av et elastomert materiale, men kan også være laget av metall. Hylsen er festet ved dens ender til den indre vegg av den ringformede barriere. 2 [0003] Det er også kjent er en oppblåsbar pakning, slik som den som er vist i US 6,32,144 og US 7,6,033, som regnes som den nærmeste teknikkens stilling. [0004] For å stenge av en sone mellom en indre og en ytre rørstruktur eller en brønnrørsstruktur og borehullet, anvendes en andre ringformet barriere. Den første ringformede barriere blir ekspandert ved en side av den sone som skal tettes, og den andre ringformede barriere blir ekspandert ved den andre siden av den aktuelle sonen. Dermed er sonen forseglet. [000] En ringformet barriere som har en ekspanderbar metallhylse er kjent fra US 3 6,640,893 B1. I sin uekspanderte tilstand, danner den indre vegg av den ringformede barriere og den omsluttende ekspanderbare hylsen et kammer. Når den ringformede barriere er installert for å utgjøre en del av brønnrørsstrukturstrengen, blir kammeret fylt med herdende sement gjennom åpninger i den indre vegg av den ringformede barriere. Dette gjøres for å forhindre fluid som strømmer i brønnrørsstrukturen under produksjonen fra å komme inn i åpningene og derved i kammeret. Hylsen ekspanderes

3 2 ved å injisere en andre sementforbindelse inn i kammeret gjennom åpningene og dermed ekspandere hylsen ved å bryte den herdede sement. Hvis kammeret hadde blitt fylt med fluid og ikke herdende sement, ville den andre sementforbindelsen blitt fortynnet og således være ute av stand til å herde i ettertid. For å tilveiebringe den andre sementforbindelsen med tilstrekkelig trykk, blir brønnrørsstrukturen avstengt ved enden lengst borte fra overflaten og brønnrørsstruktur blir fylt med den andre sementforbindelsen. [0006] Ved montering av brønnrørsstrukturstrengen, kan den ringformede barrierer settes inn med regelmessige intervall. Enkelte ringformede barrierer kan brukes til å feste eller sentrere brønnrørsstrukturstrengen i borehullet, mens det annet avventer et senere bruk, slik som tetting av en sone. Sement forhåndsfylt i kamrene kan dermed måtte vente på ekspansjon i fare for å miste sine egenskaper før bruk. 1 [0007] Når ringformede barrierer av US 6,640,893 B1 brukes til å sentralisere eller forsegle en produksjonssone, fyller den andre sementforbindelsen fylle opp brønnrørsstrukturen, og senere må også pluggen fjernes. Dette er en kostbar fremgangsmåte som krever flere trinn etterfølgende til det trinn å ekspandere hylsen. [0008] Videre kan den første sementforbindelsen lukke åpningen, slik at åpningen må rengjøres før injisering av den andre sementforbindelsen. Åpningen kan også være fylt med forurensninger eller fragmenter innbefattende i fluidet som går i brønnrørsstrukturen under produksjonen. 2 Oppsummering av oppfinnelsen [0009] Det er et formål med foreliggende oppfinnelse og helt eller delvis å overvinne de ovennevnte ulemper og mangler ved den kjente teknikk. Mer spesifikt er det et formål å frembringe et forbedret, ringformet barrieresystem som muliggjør en enklere og mer pålitelig ekspansjon av en ringformet barriere enn i løsninger av kjent teknikk. [00] Videre er det et formål å tilveiebringe en mer pålitelig ringformet barriere. 3 [0011] Ovennevnte formål, sammen med tallrike andre formål, fordeler og trekk, som vil bli tydelig fra beskrivelsen nedenfor, blir oppnådd ved en løsning i henhold til den foreliggende oppfinnelse ved en ringformet barriere omfattende en rørformet del for montering som en del av en brønnrørsstruktur i et borehull, der ringformede barriere innbefattende en ekspanderbar hylse som omgir rørdelen, hver ende av den ekspanderbare hylsen er festet i et festemiddel for en forbindelsesdel i rørdelen, og en ventil for å

4 3 kontrollere passasje av trykksatt fluid inn i et rom mellom den ekspanderbare hylse, og rørdelen, hvor ventilen er en to-veis ventil. [0012] Oppfinnelsen vedrører også et ringformet barrieresystem for å ekspandere en ringformet barriere i henhold til oppfinnelsen i et ringrom mellom en brønnrørsstruktur og en innvendig vegg av et borehull nede i borehullet, hvor systemet omfatter: - et utstyr for å ekspandere den ekspanderbare hylsen ved å la et trykksatt fluid strømme gjennom en passasje i rørdelen inn i et rom mellom den ekspanderbare hylse, og rørdelen. 1 [0013] I en utførelsesform kan det ringformede barrieresystem omfatte minst to ringformede barrierer som er plassert i en avstand fra hverandre langs brønnrørsstrukturen. [0014] I henhold til oppfinnelsen, kan de i det minste to ringformede barrierer være fluidkoblet via en fluid-forbindelse. [001] I en utførelse kan fluidforbindelsen være et rør som går langs en langsgående utstrekning av borehullet. 2 [0016] I en annen utførelse kan fluidforbindelsen være en borehull i brønnrørsstrukturen. [0017] Utstyret kan ha midler for å regulere ventilen fra en posisjon til en annen. [0018] Videre kan utstyret ha en isolasjonsanordning for å isolere en første seksjon mellom en yttervegg av utstyret, og en innvendig vegg av brønnrørsstrukturen utenfor passasjen av rørdelen. [0019] Ved isolering av en seksjon utenfor passasjen av rørdelen, er det ikke lenger 3 nødvendig å fylle opp hele brønnrørsstruktur, eller å ha en ytterligere plugg som i tidligere kjente løsninger. [00] Denne isolasjonsanordning av utstyret kan ha i det minste en tetningsanordning for tetning mot innsiden av brønnrørsstrukturen på hver side av ventilen for å isolere den første seksjon inne i brønnrørsstrukturen.

5 4 [0021] I tillegg kan utstyret ha trykkleveringsmidler for å ta inn fluid fra borehullet, og for å levere trykksatt fluid til den første delen. Trykket levere middel kan være et stempelutstyr. [0022] Således kan fluidet som omgir utstyret brukes til injeksjon inn i den første delen. [0023] I en utførelsesform kan utstyret ha mer enn en isolasjonsanordning. [0024] Fordelen med å ha flere enn en isolasjonsanordning er at det er mulig å ekspandere to hylser på en gang eller å måle ved to posisjoner på en gang. 1 [002] Trykksatt fluidlevering kan også lettes ved ganske enkelt å påføre trykk til brønnrørsstrukturen fra overflaten via et borerør eller kveilerør. [0026] Dessuten kan utstyret ha midler for tilkobling til borerør eller kveilerør, slik at utstyret bruker trykksatt fluid fra borerøret eller kveilerøret. [0027] I tillegg kan utstyret ha et forankringsutstyr for forankring av utstyret i brønnrørsstrukturen. [0028] Videre kan utstyret ha en anordning for måling av strømning, temperatur, trykk, tetthet, vann hold-up, og/eller ekspansjon av hylsen. 2 [0029] I en utførelsesform kan utstyret videre har et opptak og/eller overføringsenhet opptak og/eller overføring av data fra målinger utført av utstyret. [00] I tillegg kan utstyret koples til en borehulltraktor for å bevege utstyret i brønnrørsstrukturen. [0031] Det trykksatte fluid kan være fluid fra brønnrørsstrukturen eller rundt brønnrørsstruktur, sement, eller en polymer, eller en kombinasjon derav. 3 [0032] I en utførelsesform kan utstyret omfatte et reservoar med trykksatt fluid. [0033] I en utførelse av den ringformede barriere eller det ringformede barrieresystem, kan ventilen være plassert i det minste i en av koblingsdelene.

6 [0034] Dessuten kan ventilen være en treveisventil for i en første posisjon, slik at fluid inn i rommet mellom den ekspanderbare hylse, og rørdelen, i en andre posisjon slik at fluid i ringrommet mellom brønnrørsstrukturen og borehullet, og i en tredje posisjon stopper fluid fra å strømme. [003] I enda en annen utførelsesform av den ringformede barriere eller det ringformede barrieresystem, vil ventilen i en første posisjon la fluid gå inn i rommet mellom den ekspanderbare hylsen og rørdelen, i en andre posisjon kan fluid gå inn i ringrommet mellom brønnrørsstrukturen og borehullet, i en tredje posisjon slutter fluidet å strømme, og i en fjerde posisjon kan fluid strømme mellom ringrommet og rommet. 1 [0036] Videre kan minst ett av festemidlene være glidbare i forhold til forbindelsen en del av rørdelen av den ringformede barriere. [0037] I tillegg kan minst ett tetningselement, slik som en O-ring, være anordnet mellom glidbare festemiddel og koblingsdelen. [0038] I en utførelse av den ringformede barriere eller det ringformede barrieresystem, kan mer enn ett tetningselement være anordnet mellom det glidbare festemiddel og koblingsdelen. 2 [0039] I det minste en av festemidlene kan være fast festet til koblingsdelen eller være en del av forbindelsesdelen. [0040] I en annen utførelsesform av den ringformede barriere eller det ringformede barrieresystem, kan både festemidlet kan være fast festet med sin forbindelsesdel eller være en del av sin forbindelsesdel. [0041] I en utførelse av den ringformede barriere eller det ringformede barrieresystem, kan festemidlene ha et utstikkende kantparti som rager utover fra forbindelsesdelen. 3 [0042] Det å ha en del av festemidlene bøyd utover innebærer at festemidlet ikke har noen skarpe kanter som kan føre til at hylsen sprekker i nærheten av festemidlene når ekspandert. [0043] I en utførelse av den ringformede barriere eller det ringformede barrieresystem, kan den ekspanderbare hylsen være laget av metall.

7 6 [0044] I en annen utførelsesform av den ringformede barriere eller det ringformede barrieresystem, kan den ekspanderbare hylse være fremstilt av polymer, som for eksempel et elastomermateriale, silikon, eller naturlig eller syntetisk gummi. [004] Den ekspanderbar hylse kan ha en tykkelse på mindre enn % av dens lengde. 1 [0046] I tillegg kan den ekspanderbare hylsen være i stand til å ekspandere til minst % større diameter, fortrinnsvis minst 1 % større diameter, mer foretrukket minst % større diameter enn den for en ikke ekspandert hylse. [0047] Videre kan den ekspanderbare hylsen ha en veggtykkelse som er tynnere enn en lengde av den ekspanderbare hylse, hvor den ekspanderbare hylse kan ha en tykkelse på mindre enn 2 % av sin lengde, fortrinnsvis mindre enn 1 % av sin lengde, mer foretrukket mindre enn % av sin lengde [0048] I en utførelse av den ringformede barriere eller det ringformede barrieresystem, kan den ekspanderbare hylsen haren varierende tykkelse. [0049] Oppfinnelsen angår også bruk av den ringformede barriere som beskrevet ovenfor i en brønnrørsstruktur for innføring i et borehull. [000] Videre angår oppfinnelsen et utstyr som beskrevet ovenfor. 2 [001] Oppfinnelsen vedrører ytterligere en ekspansjonsfremgangsmåte for å ekspandere en ringformet barriere slik som beskrevet ovenfor i et borehull som omfatter brønnfluid med et trykk, som omfatter følgende trinn: - å plassere et utstyr utenfor passasjen av rørdelen av den ringformede barriere, - å isolere passasjen ved hjelp av isolasjonsanordningsutstyret, og - å øke trykket av brønnfluid inne i isolasjonsanordningen for å ekspandere hylsen i den ringformede barriere. 3 [002] I tillegg angår oppfinnelsen en fremgangsmåte for å ekspandere en ringformet barriere slik som beskrevet ovenfor, omfattende de følgende trinn: - å plassere et utstyr utenfor passasjen av rørdelen av den ringformede barriere, og - å åpne ventilen i forbindelsesdelen av den ringformede barriere, slik at trykksatt fluid i kveilrøret, i et kammer i utstyret, eller i en isolert seksjon mellom en

8 7 yttervegg av utstyret, og en innvendig vegg av brønnrørsstruktur, er sluppet inn i mellomrommet mellom rørdelen og den ekspanderbare hylsen til den ringformede barriere for å ekspandere hylsen. [003] Oppfinnelsen vedrører også en produksjonsfremgangsmåte for produksjon av olje eller lignende fluid gjennom en brønnrørsstruktur med en produksjonssone i hvilken brønnrørsstrukturen har perforeringer, en sil eller lignende, og minst to ringformede barrierer som er beskrevet ovenfor, innbefattende følgende trinn: 1 - å ekspandere en første ringformet barriere på den ene siden av produksjonssonen av brønnrørsstrukturen, - å ekspandere en andre ringformet barriere på en annen av produksjonssonen av brønnrørsstrukturen, og - å slippe fluid inn i brønnrørsstrukturen gjennom produksjonssonen. [004] I tillegg kan produksjonsmetoden omfatter trinnet med å åpne en ventil i hver ringformet barriere slik at trykksatt fluid strømmer fra ringromssonene ved siden av produksjonssonen inn i hulrommet i de ringformede barrierer. [00] Videre vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for frakturering av en formasjon som omgir et borehull for produksjon av olje eller lignende fluid gjennom en brønnrørsstruktur med en produksjonssone og minst en ringformet barriere slik som beskrevet ovenfor, omfattende de følgende trinn: 2 - å ekspandere en første ringformet barriere på den ene siden av produksjonssonen for brønnrørsstruktur, - å ekspandere en andre ringformet barriere på en annen av produksjonssonen for brønnrørsstruktur, - å injisere trykksatt fluid inn i produksjonssonen gjennom en åpning i rørdelen av den ringformede barriere, og - å åpne en ventil i hver ringformet barriere slik at trykksatt fluid strømmer fra produksjonssonen inn i hulrommet i de ringformede barrierer. 3 [006] Til slutt angår oppfinnelsen en testmetode for måling av trykket i en produksjonssone forseglet ved to ringformede barrierer som er beskrevet ovenfor, omfattende de følgende trinn: - å plassere et utstyr på utsiden av ventilen av ringformet barriere

9 8 - å justere ventilen, slik at fluid i produksjonssonen kan strømme gjennom passasjen, og - å måle trykket av fluidet fra produksjonssonen. Kort beskrivelse av tegningene [007] Oppfinnelsen og dens mange fordeler vil bli beskrevet i nærmere detalj nedenfor med henvisning til de medfølgende skjematiske tegninger, som for illustrasjonsformål viser noen ikke-begrensende utførelsesformer og i hvilke Fig. 1 viser en utførelsesform av en ringformet barriere i henhold til den foreliggende oppfinnelse i dens uekspanderte posisjon, 1 Fig. 2 viser en annen utførelsesform av den ringformede barriere i dens uekspanderte posisjon, Fig. 3 viser ennå en annen utførelsesform av den ringformede barriere i dens ekspanderte posisjon, Fig. 4 viser en ytterligere utførelsesform av den ringformede barriere i dens ekspanderte posisjon, Fig. viser et ringformet barrieresystem i henhold til oppfinnelsen, 2 Fig. 6 viser en annen utførelsesform av det ringformede barrieresystem i henhold til oppfinnelsen, Fig. 7 viser en brønnrørsstruktur med ringformede barrierer i henhold til oppfinnelsen i en produksjonstilstand, Fig. 8 viser en brønnrørsstruktur med ringformede barrierer i henhold til oppfinnelsen i en fraktureringstilstand, 3 Fig. 9 viser en utførelsesform av den ringformede barriere sett fra utsiden av den ringformede barriere, Fig. viser en annen utførelse av den ringformede barriere sett fra utsiden av den ringformede barriere, og

10 9 Fig. 11 viser fire posisjoner som en ventil i en ringformet barriere ifølge den foreliggende oppfinnelse kan ha. [008] Alle verdier er meget skjematiske og ikke nødvendigvis i målestokk, og viser bare de deler som er nødvendig for å belyse oppfinnelsen, andre deler er utelatt eller bare antydet. 1 Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen [009] Ringformede barrierer 1 i henhold til den foreliggende oppfinnelse er vanligvis montert i brønnrørsstrukturstreng før den senkes i brønnrørsstruktur 3 inn i borehullet i borehullet. Brønnrørsstruktur 3 er konstruert av brønnrørsstrukturdeler satt sammen som en lang brønnrørsstrukturstreng. Ofte er de ringformede barrierer en innmontert mellom de brønnrørsstrukturdeler ved montering av brønnrørsstrukturstrengen. 2 [0060] Den ringformede barriere 1 brukes for en rekke formål, som alle krever at en ekspanderbar hylse 6 av den ringformede barriere 1 blir ekspandert slik at hylsen ligger tilstøtende mot innerveggen 4 av borehullet. Den ringformede barriere 1 omfatter en rørformet del som er forbundet med brønnrørsstruktur 3, som vist i fig. 1, for eksempel ved hjelp av en gjengeforbindelse 1. Således, danner rørdelen og brønnrørsstrukturdel 3 sammen den innvendige veggen 16 av brønnrørsstrukturen. Den ringformede barriere 1 på fig. 1 er vist i dens uekspanderte og slakke posisjon som skaper et hulrom 12 mellom den ekspanderbare hylsen 6 og rørdelen av den ringformede barriere 1. For å kunne ekspandere den ekspanderbare hylse 6 blir trykksatt fluid injisert inn i hulrommet 12 inntil den ekspanderbare hylsen ligger støter mot innerveggen 4 av borehullet. 3 [0061] I denne utførelsesform har den ringformede barriere 1 en ventil 13 som er vist i sin lukkede posisjon. Denne utførelsesform av ventilen 13 har fire posisjoner som er vist i fig. 11. I posisjon A, har ventilen 13 en åpen passasje 11 fra innsiden av brønnrørsstrukturen 3 til rommet 12 mellom den ekspanderbare hylsen 6 og rørdelen samtidig som de har en lukket passasje 21 fra innsiden av brønnrørsstrukturen til ringrommet 2 mellom den utvendige veggen 17 av brønnrørsstrukturen og den innvendige vegg 4 av borehullet eller formasjonen. I posisjon B, blir passasjen 11 fra innsiden av brønnrørsstrukturen 3 til rommet 12 mellom den ekspanderbare hylse 6 og rørdelen lukket mens passasjen 21 fra innsiden av brønnrørsstrukturen til ringrommet 2 mellom den utvendige veggen 17 av brønnrørsstrukturen og den innvendige vegg 4 av borehullet eller

11 formasjonen er åpen. I sin lukkede posisjon C, vil ventilen 13 også lukke passasjen 21 fra innsiden av brønnrørsstrukturen 3 til ringrom 2 mellom den utvendige veggen 17 av brønnrørsstrukturen og den innvendige vegg 4 av borehullet eller formasjonen. I posisjon D, har ventilen 13 en åpen passasje 11 fra innsiden av brønnrørsstrukturen 3 til rommet 12 mellom den ekspanderbare hylsen 6 og rørdelen og har samtidig en åpen passasje 21 fra innsiden av brønnrørsstrukturen til ringrommet 2 mellom den utvendige veggen 17 av brønnrørsstrukturen og den innvendige vegg 4 av borehullet eller formasjonen. Dermed resulterer posisjon D i en fluidforbindelse fra ringrommet 2 til rommet 12 som. [0062] Å ha en ventil 13 i den ringformede barriere 1 muliggjør at andre fluider enn sement, for eksempel fluid til stede i brønnen eller sjøvann, kan brukes for å ekspandere den ekspanderbar hylse 6 av den ringformede barriere. 1 [0063] Den ekspanderbar hylse 6 er festet i et festemiddel 8 av en forbindelsesdel 9 av den ringformete barrieren 1. Den ekspanderbare hylse 6 er fast festet i festemidlene, slik at endene 7 av den ekspanderbare hylsen ikke beveger seg i forhold til festemidlene 8. Videre, i denne utførelsesform er festemidlet 8 er en del av forbindelsesdel 9. I en annen utførelsesform er festemiddel 8 er fast forbundet med koblingsdel 9. Således, kan festemiddel 8 være fast festet til dens forbindelsesdel 9, eller være en del av dens forbindelsesdel. 2 [0064] Som det kan ses, er den ekspanderbar hylse 6 en tynnvegget rørstruktur innsatt i festemidlene 8. Deretter har festemiddel 8 blitt preget for å endre form til festemidlene og endene 7 av den ekspanderbare hylse, og dermed mekanisk å feste dem i forhold til hverandre. For å tette forbindelsen mellom den ekspanderbare hylsen 6 og festemidlene 8, er et tettende element 14 anordnet mellom dem. [006] Rørdelen av den ringformede barriere 1 er montert mellom to endedeler 22 og en mellomliggende del 23 som er sammenføyd ved hjelp av gjenger. I denne utførelsesform er endepartier 22 er de samme som forbindelsesdeler 9. Men i en annen utførelsesform er endedeler 22 er fast forbundet med koplingsdeler 9. 3 [0066] En annen utførelsesform av den ringformede barriere 1 er vist på fig. 2. I den ene enden av den ringformede barriere 1, er festemidler 8 i hvilken hylsen 6 er festet glidbart koblet til koblingsdel 9 (vist med piler). Når den ekspanderbare hylse 6 er ekspandert i en tverrgående retning, vil hylsen har en tendens til å forkortes i lengderetning dersom det er mulig. Ved å ha en glidbar forbindelse, tillates hylsen 6 å redusere dens langsgående forlengelse, noe som resulterer i en mulig større ekspansjon,

12 11 siden hylsen ikke er strukket så mye som når hylsen er fast forbundet med koblingsdelen 9. [0067] For å forsegle den glidbare forbindelsen også under glidende bevegelser, er tettende elementer 14 anordnet mellom det glidende festemiddel 8, og koblingsdel 9. [0068] På fig. 2, har den ringformede barriere 1 en ventil 13 anordnet i koblingsdel 9 av den ringformete barriere i overgangen mellom hulrommet 12 og ringrommet 3. I en annen utførelsesform kan koblingsdel 9 av den glidende forbindelse også være forsynt med en ventil 13. Således kan passasjene 11, 21 være forlenget for å kompensere for lengden nødvendiggjort av glideevnen til forbindelsen. 1 [0069] En ringformet barriere 1 med en glidbar forbindelse mellom hylsen 6 og koblingsdel 9 resulterer i en økning av ekspansjonsevne til hylsen med opp til 0 % i forhold til en ringformet barriere uten glidbare forbindelser. [0070] I en annen utførelsesform har den ringformede barriere 1 to glidbare forbindelser, noe som øker ekspansjonsmuligheten for hylsen 6 enda mer. 2 [0071] På fig. 3, den ringformede barriere 1 i henhold til oppfinnelsen har en ventil 13 som er glidbar mellom en posisjon hvor den første passasje 11 fra innsiden av brønnrørsstrukturen 3 og hulrommet 12 er åpent, og den andre passasje 21 fra innsiden av brønnrørsstrukturen og ringrommet 2 er lukket til en andre posisjon hvor den første passasjen er lukket og den andre er åpen. Som vist, har ventilen 13 også en tredje posisjon hvor begge passasjene 11, 21 er stengt. [0072] På fig. 3, er den ekspanderbar hylse 6 i sin ekspanderte tilstand og den uekspanderte tilstand av den ekspanderbare hylsen er illustrert ved en stiplet linje. Som det kan ses, i sin uekspanderte posisjon, følger den ekspanderbare hylsen 6 på overflaten av rørdelen, slik at kun et smalt mellomrom 12 er dannet mellom de to. Rørdelen har dermed ikke har noen fordypning, og hulrommet 12 er opprettet utelukkende ved ekspansjon av hylsen 6. 3 [0073] Som det kan ses fra fig. 4, kan det ringformede barriere 1 også ha en ventil 13 plassert i delen mellom to koblingsdeler 9. En slik ventil kan være en to-veis ventil. [0074] Dessuten kan ventilen 13 i den ringformede barriere 1 være en treveisventil, der i en første posisjon lar fluid inn i rommet 12 mellom den ekspanderbare hylse 6 og

13 12 rørdelen, i en andre posisjon slippes fluid inn i ringrommet mellom to brønnrørsstruktur 3 og borehullet, og i en tredje posisjon slutter fluidet fra å strømme. 1 [007] Den ekspanderbar hylse 6 av den ringformede barriere 1 har en lengde som strekker seg langs den langsgående forlengelse av brønnrørsstruktur 3. Den ekspanderbare hylse 6 har en vegg-tykkelse som er tynnere enn dets lengde. I en utførelsesform har den ekspanderbare hylsen 6 en tykkelse på mindre enn 2 % av sin lengde, fortrinnsvis mindre enn 1 % av sin lengde, mer foretrukket mindre enn % av dens lengde. [0076] Når den ekspanderbare hylse 6 av den ringformede barriere 1 blir ekspandert, blir diameteren av hylsen ekspandert fra sin opprinnelige uekspanderte diameter til en større diameter. I en utførelsesform av oppfinnelsen, er den ekspanderbare hylse 6 i stand til å ekspandere til en diameter som er minst % større enn den opprinnelige diameter, fortrinnsvis minst 1 % større, mer foretrukket minst % større. [0077] I en utførelse av den ringformede barriere 1, kan festemidler 8 ha et utstikkende kantparti som rager utad fra koplingsdelen 9. Fremspringskantpartiet kan også være i form av tunger 32, som vist i fig. 9 eller. Å ha en del av festemidlene 8 utover bøyd betyr at festeinnretningene ikke har en skarp kant som kan føre til at hylsen 6 til å sprekke i nærheten av festemidlene når ekspandert. 2 [0078] Den ekspanderbare hylse 6 av den ringformede barriere 1 kan være laget av metall eller polymer, for eksempel et elastomert materiale, silikon, eller naturlig eller syntetisk gummi. 3 [0079] Ved ekspansjon av den ekspanderbare hylse 6, ekspanderer den ekspanderbare hylsen ofte på en ujevn måte, og det blir derfor produsert med en varierende veggtykkelse for å kompensere for ujevn ekspansjon. [0080] Den ekspanderbare hylse 6 er gjerne laget av metall, for å forbedre tetningsevnen til den ekspanderbare hylse mot innerveggen av borehullet, den ekspanderbare hylsen kan være forsynt med tetningsringer 33, som for eksempel ringer av polymer, gummi, silikon eller lignende tetningsmateriale. [0081] Dessuten kan den ekspanderbare hylse 6 omfatte et nett, som vist i fig., for å beskytte hylsen mot skader når det blir kjørt inn i brønnen sammen med brønnrørsstruktur 3.

14 13 [0082] Videre vedrører oppfinnelsen et ringformet barrieresystem 0 som omfatter den ovenfor nevnte ringformede barriere 1. Slik som det ringformede barrieresystem 0 vist på fig., hvor det ringformede barrieresystemet omfatter et utstyr for å ekspandere den ekspanderbare hylse 6 av den ringformede barriere 1. Utstyret ekspanderer den ekspanderbare hylse 6 ved å påføre et trykksatt fluid gjennom en passasje 11 i rørdelen inn i rommet 12 mellom den ekspanderbare hylse og rørdelen. 1 [0083] I denne utførelsesformen omfatter utstyret en isolasjonsenhet 18 for å isolere et første parti 24 utenfor passasjen 11, 21 mellom en ytre vegg av utstyret, og innerveggen 16 av brønnrørsstrukturen. Det trykksatte fluidet er dannet ved å øke trykket på fluidet i isolasjonsanordning 18. Ved isolering av en seksjon 24 av brønnrørsstruktur 3 utenfor passasjen 11, 21 av rørdelen, fluidet i hele brønnrørsstrukturen trenger ikke lenger å være under trykk, og ingen ytterligere plugg er nødvendig som er tilfellet for tidligere kjente løsninger. [0084] For å isolere den isolerte delen 24, omfatter utstyret i det minste en tetningsanordning 2 for tetning mot innerveggen av brønnrørsstruktur 3 på hver side av ventilen 13 for å isolere den første seksjon 24 inne i brønnrørsstrukturen. Tetningsmidlet 8 er vist som to separate tettemidler, men kan like godt være bare en del som kan ekspanderes i to posisjoner. Tetningsmiddel 8 kan være laget av en ekspanderbar polymer som blir oppblåst av brønnfluid eller en gass innbefattende i et reservoar i utstyret. Når isolasjonsanordningen 18 ikke lenger er nødvendig, tømmes tetningen 8 for luft, og utstyret kan trekkes tilbake. 2 [008] Etter at det er i stand til å isolere en seksjon 24 i brønnrørsstruktur 3, kan dette utstyret brukes til å injisere sement inn i hulrommet av kjente ringformede barrierer for å ekspandere de ekspanderbare hylser av kjente ringformede barrierer. I dette tilfelle er det ikke nødvendig med ventilen på grunn av det faktum at sementen herder og hulrommet således ikke behøver å være lukket for å holde sementen inne i hulrommet. [0086] I en annen utførelsesform er det trykksatte fluid brønnfluid, det vil si fluidet som finnes i brønnrørsstruktur 3, og utstyret har en sugeinnretning for å suge fluid inn i utstyret og ut i den isolerte delen 24 eller direkte inn i passasjen 11, [0087] Når utstyret har ekspandert den ekspanderbare hylsen 6 ved å presse fluid inn i rommet eller hulrom 12 mellom den ekspanderbare hylse, og rørdelen av den ringformede barriere 1, må passasjen 11 lukkes for å stoppe fluid fra å strømme tilbake

15 14 inn i brønnrørsstruktur 3 når utstyret er tilbaketrukket. I denne utførelsesform er passasjen 11 styrt ved hjelp av en ventil 13. [0088] For å styre ventilen 13, har utstyret en anordning for justering av ventilen fra en posisjon til en annen posisjon, for eksempel fra en åpen posisjon til en lukket posisjon. I en utførelsesform er anordningen for justering av ventilen 13 en nøkkel som inngriper fordypningene 34 i ventilen for å bevege ventilen. [0089] På fig. er utstyret vist å ha et stempelutstyr 27 for å innføre trykksatt fluid inn i den første delen. [0090] Det ringformede barrieresystemet 0 på fig. omfatter to ringformede 1 barrierer 1 plassert i en avstand fra hverandre langs en produksjonssone 29 i brønnrørsstruktur 3. En ringformet barriere 1, 31 er allerede blåst opp, for eksempel for å sentralisere brønnrørsstruktur 3 i borehullet, eller i en tidligere kjøring for å isolere produksjonssonen sammen med den andre ringformede barriere 1, 41. Ved å ekspandere den ekspanderbare hylse 6 av den andre ringformede barriere 41, blir ventilene 13 i den første ringformede barriere 31 lukket (vist med sirkler med et kryss). 2 [0091] I en utførelsesform omfatter systemet 0 omfatter flere ringformede barrierer 1 fluidkoblet ved hjelp av en fluidforbindelse, for eksempel et rør som går på utsiden av brønnrørsstruktur 3, slik at ved å ekspandere en ringformet barriere, kan flere av de ringformede barrierer ekspanderes etter tur. På denne måte kan utstyret ekspandere alle de etterfølgende barrierer en ved å injisere et trykksatt fluid inn i den første ringformede barriere. Således må utstyret bare senkes inn i den øvre del av brønnen, og ikke hele veien inn i brønnen. [0092] Ved produksjon, er brønnrørsstruktur 3 ofte perforert for å tillate oljen å strømme fluid inn i brønnrørsstrukturen og videre til overflaten av brønnen. Således kan de ringformede barrierer 1 ikke ekspanderes ved å bygge opp et trykk inne i brønnrørsstruktur 3, som for eksempel ved hjelp av kveilerør. Ved å koble de ringformede barrierer 1 ved en fluidkobling, kan også ringformede barrierer arrangert under perforeringen ekspanderes uten forsegling av en sone rundt hver ringformet barriere. 3 [0093] Ved å koble ringformede barrierer en sammen via en fluidforbindelse som er nevnt, blir den første ringformede barriere ekspandert for å ekspandere også de etterfølgende barrierer. Den første barriere 1 kan ekspanderes med et utstyr ved

16 1 hjelp av isolasjonsenheten 18, eller ved midlertidig å plugge brønnen under den første barriere og påføring av et trykk av fluid fra overflaten. [0094] I det tilfelle at utstyret ikke kan bevege seg fremover i brønnrørsstruktur 3, kan utstyret omfatte en borehulltraktor, for eksempel en Well Tractor. [009] Utstyret kan ha flere slagverktøy 27 for å ekspandere flere ekspanderbare rørformede hylser 6 på én gang. Utstyret kan ha mer enn en isolasjonsanordning 18 og således være i stand til å betjene flere ringformede barrierer samtidig, f.eks. ekspandere flere hylser 6 eller måle forholdene i en produksjonssone 29, ringrommet 2, og/eller innsidetrykket av den ekspanderede ringformede barriere. 1 [0096] Utstyret har en anordning for måling av strømning, temperatur, trykk, tetthet, vann hold-up, og/eller ekspansjon av hylsen 6. Ved måling av strømning, temperatur, trykk, tetthet, og/eller vann hold-up, kan forholdene i produksjonssonen 29 bli evaluert. [0097] For evaluering av data fra målingene, har utstyret et opptak og/eller mottakerenhet for registrering og/eller overføring av data fra målingene som utføres av utstyret. 2 3 [0098] Det kan også forekomme at trykket på den ene side av en ekspandert ringformet barriere 1 er større enn trykket inne i hulrommet 12 av den ringformede barriere. Fluidet fra høytrykkssonen HP kan således forsøke å undergrave forbindelsen mellom den ekspanderbare hylse 6 og innerveggen av borehullet for å utjevne trykkforskjellen. I dette tilfellet er utstyret åpnes ventilen 13 i den ringformede barriere 1, slik at fluid kan strømme fra høytrykkssonen inn i den ringformede barriere som vist i fig. 7. På denne måten er det sikret at fluid fra en høytrykkssone ikke bryter tetningen mellom den ekspanderte ringformede barriere 1 og innerveggen av borehullet. [0099] Utstyret på fig. 6 benytter kveilrør for å ekspandere den ekspanderbare hylse 6 av to ringformede barrierer på samme tid. Et utstyr med kveilerør kan trykksette fluidet i brønnrørsstruktur 3 uten å isolere en seksjon 24 av brønnrørsstrukturen; imidlertid, kan utstyret trenger å plugge brønnrørsstrukturen lenger ned i borehullet fra de to ringformede barrierer 1 for å opereres. [00] Det ringformede barrieresystem 0 ifølge den foreliggende oppfinnelse kan

17 16 også ekspandere hylsen 6 ved hjelp av et borerør eller et wireline verktøy, for eksempel som er vist i fig.. [01] Det ringformede barrieresystemet 0 kan omfatte et forankringsutstyr 26 for forankring av utstyret inne i brønnrørsstrukturen 3 ved betjening av de ringformede barrierer 1, som vist i fig.. [02] I en utførelsesform omfatter utstyret et reservoar som inneholder det trykksatte fluid, for eksempel når fluidet som brukes for ekspansjon av hylsen 6 er sement, gass, eller en to-komponent-forbindelse. [03] På fig. 6, er to ringformede barrierer en oppblåst samtidig til å ha et trykk som 1 er høyere enn det for ringrommet 2. Herved er det sikret at de ringformede barrierer en helt tett mot den innvendige veggen av borehullet. Strømmen av trykksatt fluid er illustrert ved piler. Når de ringformede barrierer 1 er ekspandert, er brønnrørsstrukturen 3 sentralisert i borehullet og er klar til bruk for produksjon av olje. 2 [04] Den ringformede barrierer under produksjon er vist i fig. 7, hvor ventilene 13 av de ringformede barrierer har blitt lukket, og produksjonsventilen 3 er i fluidkommunikasjon med produksjonsskjermen og dermed produksjonssonen 29 av formasjonen. Under produksjon er ventilene 13 som styrer passasjen fra den ikke-produserendesone av ringrommet 2 og hulrommet 12 åpnet, slik at trykket av brønnfluid i hulrommet er det samme som trykket av brønnfluid i den ikke-produserende sonen. Pilen på innsiden av brønnrørsstrukturen 3 illustrerer strømningen av olje. Dette sikrer at det høyeste trykk i forhold til formasjonstrykket opprettholdes inne i hulrommet 12, for derved å redusere differensialtrykket på tvers av den ekspanderbare hylse 6. 3 [0] Den ringformede barrierer 1 ifølge foreliggende oppfinnelse kan også anvendes ved frakturering av formasjonen for å muliggjøre oljen å strømme ut av formasjonen ved en høyere rate. En ringformet barriere 1 ekspanderes på hver side av den fremtidige produksjonssonen 29. Trykkbrønnfluid eller vann injiseres inn i produksjonsventilen 3 og således gjennom produksjonsskjermen 29 for å sprekke og trenge inn i formasjonen. Under frakturering blir en av ventilene 13 i hver ringformet barriere 1 regulert slik at det trykksatte fluid i fraktureringssonen også strømmer inn i hulrommet 12 av de ringformede barrierer 1, noe som reduserer risikoen for at fluidet undergraver tetning mellom hylsen 6 og den innvendige veggen av borehullet, og også reduserer risikoen for den ekspanderbare hylsen for å kollapse innover. Den andre ventil 13 i hver ringformet barriere 1 holdes lukket.

18 17 [06] En ringformet barriere 1 kan også bli kalt en pakning eller lignende ekspanderbare midler. Brønnrørsstruktur 3 kan være produksjonsrøret eller foringsrøret, eller en lignende form for rør i en brønn eller et borehull. Den ringformede barriere 1 kan benyttes både i mellom det indre produksjonsrør og et ytre rør i borehullet, eller mellom en produksjonsrørstreng og den indre vegg av borehullet. En brønn kan ha flere typer av rør og den ringformede barriere 1 av den foreliggende oppfinnelse kan monteres for bruk på dem alle. [07] Ventilen 13 kan være en hvilken som helst type ventil som kan kontrollere strømning, for eksempel en kuleventil, spjeldventil, strupeventil, tilbakeslagsventil eller returventil, membranventilen, ekspansjonsventil, sluseventil, seteventil, kniv ventil, nålventil, stempelventil, klemmeventilen, eller pluggventil. 1 [08] Den utvid rørformet metallhylse 6 kan være en kaldtrukket eller varmtrukket rørstruktur. [09] Fluidet som brukes for å ekspandere den ekspanderbare hylsen 6 kan være en hvilken som helst form for brønnfluid tilstede i borehullet som omgir utstyret og/eller brønnrørsstrukturen 3. Dessuten kan fluidet være sement, gass, vann, polymer, eller en to-komponentforbindelse, slik som pulver eller partikler miksing eller reagert med et binde- eller herdemiddel. 2 [01] Anordningen for måling av strømning, temperatur, trykk, tetthet, vann hold-up, og/eller ekspansjon av hylsen 6 kan være en hvilken som helst type sensorer. Sensor for å måle ekspansjonen av hylsen 6 kan for eksempel en strekkspenningsmåler. [0111] Opptaksenheten kan ha et minne. Senderen kan overføre data ved hjelp av trådløs kommunikasjon, fiberoptisk, wireline, eller fluidtelemetri. [0112] Selv om oppfinnelsen er blitt beskrevet i det foregående i forbindelse med foretrukne utførelser av oppfinnelsen, vil det være åpenbart for en person med kunnskap innenfor fagområdet at mange modifikasjoner er tenkelige uten å avvike fra oppfinnelsen som definert ved de følgende krav.

19 18 Patentkrav 1. En ringformet barriere (1) omfatter en rørformet del () for montering som en del av en brønnrørsstruktur (3) i et borehull, der den ringformede barriere innbefattende en ekspanderbar hylse (6) som omgir rørdelen, i hver ende (7) av den ekspanderbare hylsen er det festet i et festemiddel (8) av en forbindelsesdel (9) i rørdelen, og en ventil (13) for å kontrollere passasje av trykksatt fluid inn i et rom (12) mellom den ekspanderbare hylse, og rørdelen, karakterisert ved at ventilen er en to-veis ventil. 2. En ringformet barriere ifølge krav 1, hvor ventilen er posisjonert i minst en av forbindelsesdelene En ringformet barriere ifølge krav 1 eller 2, hvor ventilen er en tre-veis ventil, i en første posisjon, slik at fluid ledes inn i rommet mellom den ekspanderbare hylse, og rørdelen, hvor i en andre posisjon ledes fluid i ringrommet mellom brønnrørsstrukturen og borehullet, og i en tredje posisjon stoppes fluidet fra å strømme. 4. En ringformet barriere ifølge krav 1 eller 2, hvor ventilen i en første posisjon kan slippe fluid inn i rommet mellom den ekspanderbare hylse, og rørdelen, i en andre posisjon kan fluid slippes inn i ringrommet mellom brønnrørsstrukturen og borehullet, i en tredje posisjon stoppes fluidstrømmen, og i en fjerde posisjon kan fluid strømme mellom ringrommet og rommet. 2. En ringformet barriere ifølge hvilket som helst av de foregående krav, hvor minst ett av festemidlene er glidbare i forhold til forbindelsesdelen av rørdelen av den ringformede barriere. 6. En ringformet barriere ifølge hvilket som helst av de foregående krav, hvor minst ett av festemidlene er fast festet til koblingsdelen eller minst ett av festemidlene er en del av koblingsdelen Et ringformet barrieresystem (0) for å ekspandere en ringformet barriere (1) ifølge hvilket som helst av kravene 1- i et ringrom (2) mellom en brønnrørsstruktur (3) og en innvendig vegg (4) nede i et borehull, karakterisert ved at systemet omfatter:

20 19 - et utstyr () for å ekspandere den ekspanderbare hylsen ved å slippe et trykksatt fluid gjennom en passasje (11, 21) i rørdelen inn i et mellomrom (12) mellom den ekspanderbare hylsen og rørdelen. 8. Et ringformet barrieresystem ifølge krav 7, hvor systemet omfatter i det minste to ringformede barrierer som er plassert i en avstand fra hverandre langs brønnrørsstrukturen. 9. Et ringformet barrieresystem ifølge krav 8, hvor de i det minste to ringformede barrierer er fluidkoblet via en fluid-forbindelse.. Et ringformet barrieresystem ifølge et av kravene 7-9, hvor utstyret har en anordning for justering av ventilen fra en posisjon til en annen Et ringformet barrieresystem ifølge et av kravene 7-, hvor utstyret har en isolasjonsanordning (18) for å isolere en første seksjon (24) mellom en yttervegg av utstyret () og en innvendig vegg av brønnrørsstrukturen (11) utenfor passasjen av rørdelen. 12. En ringformet barrieresystem ifølge krav 11, hvor isolasjonsenheten av utstyret har i det minste en tetteanordning (2) for tetting mot innerveggen av brønnrørsstrukturen på hver side av ventilen for å isolere den første seksjonen inne i brønnrørsstrukturen Et ringformet barrieresystem ifølge et av kravene 7-12, hvor utstyret har en trykktilførselsanordning (27) for å ta inn fluid fra borehullet, og for å tilføre trykksatt fluid til den første seksjonen Bruk av den ringformede barriere ifølge et av kravene 1-6 i en brønnrørsstruktur for innføring i et borehull. 1. Utstyret () for å ekspandere en ekspanderbar hylse ved å slippe et trykksatt fluid gjennom en passasje (11, 21) i en rørformet del i et mellomrom (12) mellom den ekspanderbare hylse, og rørdelen i det ringformede barrieresystem ifølge hvilket som helst av krav 7-13, hvor utstyret har en anordning for justering av ventilen fra en posisjon til en annen, eller utstyret har en isolasjonsanordning (18) for å isolere et første parti (24) mellom en yttervegg av utstyret () og en innvendig vegg av brønnrørsstruktur (11) utenfor passasjen av rørdelen, eller

21 utstyret har en trykktilførselsenhet (27) for å ta inn fluid fra borehullet, og for å levere trykksatt fluid til den første seksjonen. 16. Ekspansjonsfremgangsmåte for å ekspandere en ringformet barriere ifølge et av kravene 1-6 i et borehull som omfatter en brønnfluid som har et trykk, idet fremgangsmåten omfatter følgende trinn: 1 - å plassere et utstyr utenfor passasjen av rørdelen av den ringformede barriere, - å isolere passasjen ved hjelp av en isolasjonsanordning av utstyret, og - å øke trykket i brønnfluidet i isolasjonsinnretningen for å ekspandere hylsen i den ringformede barriere, eller trinnene av: - å plassere et utstyr utenfor passasjen av rørdelen av den ringformede barriere, og - å åpne ventilen i koblingsdelen av den ringformede barriere, slik at trykksatt fluid i kveilrør, i et kammer i utstyret, eller i en isolert seksjon mellom en yttervegg av utstyret, og en innvendig vegg av brønnrørsstrukturen er ledes inn i mellomrommet mellom rørdelen og den ekspanderbare hylsen til den ringformede barriere for å ekspandere hylsen. 17. Produksjonsfremgangsmåte for å produsere olje eller lignende fluid gjennom en brønnrørsstruktur som har en produksjonssone (29) hvori brønnrørsstrukturen har perforeringer, en sil eller lignende, og minst to ringformede barrierer ifølge hvilket som helst av kravene 1-6, omfattende følgende trinn: 2 - å ekspandere en første ringformet barriere (31) ved den ene siden av produksjonssonen for brønnrørsstruktur, - å ekspandere en andre ringformet barriere (41) på en annen av produksjonssonen for brønnrørsstruktur, og - å slippe fluidet i brønnrørsstrukturen gjennom produksjonssonen.

22 21

23 22

24 23

25 24

26 2

27 26

28 27

29 28

30 29

31