NO892612L - Gruspakningssystem. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse har befatning med et gruspakkingssystem og vedrører, nærmere bestemt, et gruspakkingssystem hvor krysningsanordningen løftes i sidemontasjen, for å plassere systemet i stilling for hver gruspakkingsprosess.

Sandutstrømming fra ubefestede formasjoner kontrolleres ved kjemiske eller mekaniske midler, for å forhindre eller avhjelpe forskjellige, potensielt farlige og pengekrevende situasjoner, såsom produksjonstap grunnet sandgjentetting i f6ringsrør, brønnrør og/eller gjennomløpsledninger, brudd på f6ringsrør eller rørledninger som følge av fjerning av omgivende formasjon, komprimering og erosjon, nedsliting av brønnhulls- og overflate-utstyr, samt håndtering og fjerning av ukonsoliderte materialer fra de utvunnede hydrokarboner. Anvendelsen av en gruspakking er et mekanisk middel for korrigering av sandproblemer.

Gruspakking er en metode for opprettelse av et grusfilter mellom den olje-, gass- eller vannproduserende formasjon og produksjonsrøret og vil, hvis det benyttes i en uf6ret eller åpen brønn, tjene for avstøtting av den ubefestede formasjon. Normalt er produksjonsrørets nedre ende forbundet med en rørseksjon, såkalt f6ring eller sil, som er anbragt i tilgrensning til den formasjon hvorfra det skal produseres. F6ringen eller silen er utstyrt med et antall tettplasserte slisser eller dekkede silåpninger hvorigjennom fluider fra formasjonen inntrenger i produksjonsrøret. Gruslaget er innført mellom silen og formasjonen og tjener derved som et filter for utskilling av finsanden o.l. mens brønnfluidet strømmer fra formasjonen inn i silen, slik at de produserte fluider kan inntrenge i produksjonsrøret, befridd for sand eller ubefestet materiale fra den produserende formasjon. Hvis silen er innplassert i et åpent brønnhull, vil guspakkingen avstøtte den ubefestede formasjonen. Hvis silen er innplassert i et perforert f6ringsrør, vil gruspakkingen hovedsakelig fungere som et filter og féringsrøret medvirke til avstøtting av den ubefestede formasjon.

Ved fullføring av brønner er det kjent (1) å installere en

gruspakkingsanordning, innbefattende en pakning, en f6ring og en sil, i brønnrøret umiddelbart ved den produserende formasjon, og (2) å anbringe grus rundt silen i tilstrekkelig høyde til å sikre at grusen vil bibeholdes konsolidert uten å fortrenges, mens den

utfiltrerer ukonsolidert materiale fra det innstrømmende brønn-fluid. Gjennom en grusrørstreng ledes grusen nedad i brønnen til gruspakkingsanordningen, for å plasseres utenfor silen. En del av prosessen består i å overføre trykk på det utplasserte grusmateriale eller presse grusen inn i den produserende formasjon som inneholder eller produserer ubefestet materiale.

Ved en konvensjonell gruspakking blir gruspakkingsmontasjen, innbefattende det hydrauliske monteringsverktøy og krysningsverk-tøy, samt sil og blindrør nedført i brønnen. Pakningen monteres under anvendelse av pumpetrykk som overføres til rørstrengen. Etterat pakningen er montert, kan krysningsventilen åpnes og stenges ved løfting og senking av krysningsverktøyet, for gjennomføring av gruspakkingsprosessen. Med krysningsventilen stengt, kan pakningen trykktestes ved nedpumping gjennom férings-røret. Nedpumping gjennom rørstrengen og inn i formasjonen foretas for å opprette en injiseringshastighet. Om nødvendig kan formasjonen behandles med syre eller på annen måte. I åpen stilling kan krysningsventilen gjennomstrømmes av grusslam, for anbringelse av grus på yttersiden av silen og i formasjonen, til en tilstrekkelig gruspakking er opprettet. Om ønskelig kan krysningsventilen stenges, for å overføre trykk til det utlagte grusmateriale, for frembringelse av en konvensjonell trykkpak-king. Overflødig slam i rørstrengen fjernes ved omvendt sirkulasjon, med den gruspakkede formasjonen isolert. Denne isolerte formasjon danner et sikrere middel for fjerning av overflødig slam, og medvirker til å beskytte formasjonen mot sirkulasjons-trykk og eventuelt tap av sirkulasjonsfluid. Etter fjerning av monteringsverktøyet og krysningsverktøyet, etterlates en produk-sjons-pakkingstetningsanordning i brønnen, for utvinning fra formasjonen.

En brønnpakning, montert ved hjelp av vaier, kan om ønskelig også benyttes for opprettelse av et nedre brønnrom for utfelling av produserte finmaterialer eller for eventuelt tap av vaierverk-tøy. Denne brønnpakning kan også tjene for nøyaktig plassering av silen i forhold til f6ringsrørets perforeringer. Selv om slike brønnpakninger ofte finner anvendelse, kan det alternativt også benyttes sementmørtelbunner, tetningsplugger eller beholder-bunner.

Gruspakking av brønner krever en komplisert rekke av verktøybevegelser for effektiv plassering av grus rundt silen og i perforeringene. Denne flerposisjons-metode for gruspakking er i senere år blitt perfeksjonert, og resultatene indikerer forbedret pakkingsevne. Nesten alle slike gruspakkinger er imidlertid blitt opprettet fra en stasjonær overflate, dvs. en landrigg eller en plattformrigg.

Spesielle problemer oppstår når gruspakking skal foretas fra et flytende fartøy. Flytende rigger og halvnedsenkbare plattformer har gjort det mulig å gjennomføre undersøkelser og utvinning til havs i meget større vanndybder enn tidligere. Flytende rigger kan foreta boring i vanndybder som ikke er tilgjengelig for konvensjonelle, oppjekkbare rigger. Selv om flytende rigger hovedsakelig benyttes for undersøkelser, er det også i noen tilfeller foretatt arbeid med brønnklargjøring.

Flytende rigger eller halvnedsenkbare plattformer hviler ikke på havbunnen, men flyter i overflatestilling. De holdes på plass med forskjellige forankringssystemer og vil beveges med havbølgene. Slingringen eller den opp- og nedadgående bevegelse som oppstår hos flytende rigger på grunn av bølgene, vil variere i avhengighet av bølgens fysiske egenskap og havmiljøet. Slingringen kan variere fra noen centimeter til 9-12 meter i værharde omgivelser. Riggen vil beveges med en hastighet som avhenger av bølgefrekvensen.

Hvis rørstrengen som strekker seg til undervannsbrønnen, er opphengt i en flytende rigg, vil strengen beveges i takt med bølgebevegelsen og bevegelsen av den flytende riggen. For å forhindre at rørstrengen utsettes for avvekslende strekk- og trykkrefter grunnet bølgebevegelsen, er det utviklet kompensa-torer som tillater den flytende rigg å beveges under påvirkning av bølgene mens det samtidig overføres en tyngde av forutbestemt størrelse på blokken som fastholder rørstrengen. Rørstrengen vil derved bibeholdes relativt stasjonær under riggens opp- og nedadgående bevegelse under påvirkning av havbølgene. Kompensatoren innstilles for en forutbestemt totaltyngde av rørstreng-en. Under riggens opp- og nedadgående bevegelse vil kompensatoren tilpasses friksjonsmotstanden fra røret som trekkes gjennom fluidet i brønnkanalen. Denne friksjonskraft øker eller avtar med rørtyngden og kompensatoren justerer denne rørtyngde til en fastsatt verdi. Røret vil derved få en dempet bevegelse som er mindre enn riggens bevegelse.

Ved en konvensjonell gruspakking blir pakningen montert og krysningsverktøyet løsgjort fra silmontasjen, for å kunne beveges til de ulike posisjoner som kreves for opprettelse av gruspakkingen. Under denne plasseringsprosess er krysningsverktøyet opphengt i driftstrengen. Hvis konvensjonelle gruspakkingsverk-tøy benyttes på flytende rigger, vil riggens bevegelse overføres under plasseringsprosessen til krysningsverktøyet som derved oscillerer mellom posisjoner, slik at pakkingsprosessen vanske-liggj øres.

Når en gruspakkingsprosess forsøkes gjennomført fra en flytende rigg under anvendelse av et konvensjonelt gruspakkingssystem, har det vist seg vanskelig å fastslå med sikkerhet at gruspakkingen er plassert på riktig sted i forhold til formasjonen. Når gruspakkingen befinner seg mellom en sil og et férings-rør med perforeringer rett overfor den produserende formasjon, er nøyaktig plassering av pakkingen spesielt viktig fordi den perforerte f6ringsrørseksjon ofte er av ganske liten lengde og beliggende i store dybder.

Med mindre plasseringen av krysningsverktøyet hvorigjennom gruspakkingen må foretas, er kjent og kontrollert, kan for tidlig tetting med grusslammet ofte forekomme i soner ovenfor det ønskede sted, eksempelvis mellom en sil og et f6ringsrør, med derav følgende forstyrrende innvirkning på produksjonen og ineffektiv avstøtting av formasjonen. Ved konvensjonelle gruspakkingssystemer kan operatøren heller ikke få noen sikker indikasjon på at avtettingen er opprettet eller på dens plassering i forhold til den produserende formasjon.

US-patentskrift 3.062.284 beskriver en metode for gruspakking av en brønn. Den spesielle apparatur som skal anvendes, nedføres i brønnen på en verktøystreng, til et punkt hvor pakningene på verktøyet vil befinne seg noe ovenfor den produserende formasjon som skal gruspakkes. Når pakningene er spent og spylevæske, f.eks. vann eller olje, nedpumpes gjennom driftsstrengen, vil pakningene sperre for retur-væskestrømmen, og det vil derfor oppstå mottrykk ved overflatepumpen. Når mottrykket er dannet, vil konstateringen av dette indikere for operatøren at den nedre pakning befinner seg ovenfor perforeringene i forings-røret, i en gruspakkingssone. Deretter nedføres verktøystrengen og pakningen plasseres nedenfor de udekkede perforeringer i f6ringsrøret, slik at spyling kan finne sted. Spylingen vedvarer mens verktøystrengen nedføres i korte sprang, til pakningen befinner seg under samtlige perforeringer i f6ringsrøret. På dette stadium vil returvæskestrømmen fremkalle et mottrykk i pumpen. Driftsstrengen heves deretter og senkes for plassering av et f6ringsoppheng, hvoretter driftsrøret heves med samtidig sirkulering av grusslam. Driftsrøret løftes i korte sprang, for gradvis avdekking av perforeringene, hvorved gruslaget stabili-seres mens driftsrøret løftes. De to hovedprosesstrinn ved denne metoden omfatter spyling og grusslamsirkulering.

US-patentskrift 4.474.239 beskriver en fremgangsmåte og anordning for avlegging av sand. Ved hjelp av sandplasserings-verktøyet som nedføres på et rør i en brønn, gjennomføres en prosess hvorved f6ringsrør/rørstreng-ringkanalen fylles ovenfra og ned, i motsetning til konvensjonelle verktøy og fremgangsmåter hvorved f6ringsrør/rørstreng-ringkanalen fylles nedenfra og opp.

US-patentskrift 4.540.051 beskriver en fremgangsmåte og anordning for gruspakking av en f6ret brønn. Den beskrevne anordning kan anvendes for perforering av f6ringsrøret ved en produksjonssone i en brønn, samt etterfølgende gruspakking av en f6ring, sil eller annen filtreringsinnretning som er anbragt i tilgrensning til f6ringsrørperforeringene, i løpet av én enkelt nedføring av den nødvendige apparatur i brønnen.

US-patentskrift 4.541.486 har også befatning med en anordning som kan anordnes for perforering av f6ringsrøret ved en produksjonssone i en brønn, samt etterfølgende gruspakking av en féring, sil eller annen filtreringsinnretning som er anbragt i tilgrensning til féringsrørperforeringene, i løpet av én enkelt nedføring av den nødvendige apparatur i brønnen.

US-patentskrift 4.566.538 vedrører en fremgangsmåte og anordning for opprettelse av bruddsikret perforering på et brønnrør. Dette patentskrift har også tilknytning til de to ovennevnte patentskrifter.

Completion Services, Inc. i Lafayette, Louisiana, har et gruspakkingssystem som er beskrevet i en brosjyre med titel "The Complete Gravel Pack", hvortil det henvises i dens helhet. Brosjyren beskriver et gruspakkingssystem bestående av en spennverktøy- og krysningsmontasje samt en f6rings- og silmontasje. F6rings- og silmontasjen i dette system er sammensatt på følgende måte: en pakning øverst i montasjen, en slisset og perforert forlengelse, en nedre tetningskanal, en rørforlengelse, en enkelt interferensflens, en rørforlengelse, en produksjonssil samt en O-ringseksjon og en kontrollsil under produksjonssilen. Videre kan det være anordnet en brønnpakning ved selve bunnen av f6rings- og silmontasjen. Férings- og silmontasjen innbefatter en krysningsanordning. I denne anordning inngår en øvre krysningsseksjon innbefattende et innerrør med en nedre kanal hvorigjennom fluidet som injiseres i rørledningen, vil tvinges nedad gjennom den nedre kanal samt den slissede og perforerte forlengelse av pakningsanordningen, til den produserende sone. Krysningsanordningens nedre ende er forbundet med et spylerør som er koplet til den øvre krysningsseksjon, slik at fluid kan ledes oppad gjennom spylerøret og videre gjennom et ytterrør i krys-ningsseksjonen med en øvre kanal. Krysningsanordningen har tetninger som strekker seg rundt periferien og hvorav ihvertfall den ene befinner seg ovenfor den øvre kanal, og når de er innplassert i tetningskanalen i férings- og silmontasjens øvre pakning, vil tetningene lukke den øvre kanal. Den samvirkende konstruksjon, bestående av den øvre kanal, den ovenforliggende tetning og tetningskanalen, virker som en ventil for regulering av den oppadgående fluidstrøm, og fungerer derved som en krysningsventil. Férings- og silmontasjen samt krysningsanordningen i dette gruspakkingssystem har en enkelt krysningsventil som er stengt når tetningen ovenfor krysningsanordningens øvre kanal befinner seg i kontakt med tetningskanalen i pakningen, og åpnes når krysningsanordningen heves slik at tetningen bringes ut av kontakt med pakningens tetningskanal. Når dette gruspakkingssystem er i drift vil krysningsanordningen løftes trinnvis for å åpne krysningsventilen, og senkes en betydelig strekning, for å lukke denne ventilen. Dette gruspakkingssystem er meget egnet for bruk fra en fast rigg. Under anvendelse fra et borefartøy i stadig bevegelse grunnet bølger, vil imidlertid et slikt gruspakkingssystem heves og senkes i vannet eller sjøgangen, og det kan derfor ikke fastslås med sikkerhet hvorvidt krysningsventilen er åpen er stengt, og det eksisterer ingen kompenseringsinnretninger eller -systemer som kan sikre kontroll under drift.

Gruspakkingssystemet ifølge oppfinnelsen danner en konstruksjon som gjør det mulig å løfte krysningsanordningen til en fast posisjon i silmontasjen, for hver ønsket driftsprosess. Da krysningsverktøyet forankres for hver gang, vil det faktum at prosessen utføres fra et borefartøy i konstant slingrebevegelse ikke influere på krysningsverktøyets sikre posisjon i brønnen, og den ønskede driftsprosess kan følgelig gjennomføres med sikkerhet for at systemet befinner seg i den riktige posisjon.

Konvensjonelle gruspakkinger krever at røret som skal nedføres, følger en sirkuleringsposisjon til en pressposisjon. Ifølge foreliggende oppfinnelse er dette ikke nødvendig, og derfor minsker risikoen for at krysningsverktøyet skal bli fastsittende i sandslammet. Under nedføring av røret fra én posisjon til en annen mens sandslam er tilstede i krysningen, kan det oppstå en fastkilingsvirkning mellom krysningen og tetnings-eller pakningskanalene. Totalprosessen ifølge foreliggende oppfinnelse vil i stor grad minske denne ulempe.

Andre, mer spesielle formål og fortrinn ved oppfinnelsen vil fremgå tydeligere av den etterfølgende, detaljerte beskrivelse i forbindelse med de medfølgende tegninger.

Gruspakkingssystemet ifølge oppfinnelsen omfatter en krysningsanordning som er anbragt i en silmontasje, for å plasseres i tilgrensning til en produserende formasjon. Silmontasjen innbefatter en pakning for avtetting av ringkanalen mellom montasjen og brønnrøret, og en produksjonssil nedenfor pakningen. Krysningsanordningen kan opphenges på en rørstreng i en brønn og er innplassert i silmontasjen. I krysningsanordningen inngår et spylerør. Silmontasjen og krysningsanordningen danner i forening en øvre krysningsventil, en nedre krysningsventil, en sirkulasjonsventil og en silventil. Den øvre krysningsventil kan åpne og stenge for en strømningsbane mellom gjennom-løpskanalen i krysningsanordningen og ringkanalen, ovenfor pakningen, mellom rørstrengen og brønnrøret, og den nedre krysningsventil kan åpne og stenge for en strømningsbane mellom rørstrengens gjennomløpskanal og ringkanalen, under pakningen, mellom silmontasjen og brønnrøret. Sirkulasjonsventilen danner en strømningsbane mellom krysningsanordningens gjennomløpskanal og ringkanalen, under pakningen, mellom silmontasjen og brønnrør-et. Silventilen kan åpne og stenge for en strømningsbane gjennom produksjonssilen mellom spylerørets gjennomløpskanal og ringkanalen, under pakningen, mellom silmontasjen og brønnrøret.

Silmontasjen og krysningsanordningen innbefatter en rekke inngrepsflenser og krager som gjør det mulig å løfte krysningsanordningen i silmontasjen, for selektiv åpning og stenging av de ulike ventiler, for gjennomføring av de enkelte prosesser i forbindelse med gruspakkingssystemet. Krysningsanordningen kan således løftes i silmontasjen til faste posisjoner, for utøvelse av de spesielle funksjoner og trinn i gruspakkingsprosessen. Disse gruspakkingsprosesser omfatter en nedre trykkprosess, en nedre sirkulasjonsprosess, en øvre trykkprosess, en øvre sirkulasjonsprosess og en reversert sirkulasjonsprosess eller en variasjon av denne. Inngrepsflensene og kragene vil gi en sikker indikasjon på at gruspakkingssystemet er forflyttet fra en prosessposisjon til en annen. Ved hver posisjonsforandring for en annen prosess vil krysningsanordningen løftes i silmontasjen. Systemet ifølge oppfinnelsen vil derfor fungere som et totalt gruspakkingssystem.

Det henvises til tegningene som illustrerer foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen, og hvori: Figur 1 viser et skjematisk sideriss, delvis i snitt, som illustrerer et borefartøy og miljøet for et gruspakkingssystem ifølge oppfinnelsen, for gruspakking av en undervannsbrønn. Figur 2 viser et snitt av gruspakkingssystemet ifølge oppfinnelsen, nedført i brønnen i tilgrensning til en produserende formasjon. Figur 3-5 viser delsnitt av silmontasjen, omfattende detaljer ved pakningen, tetningskanalene og inngrepsflensene i gruspakkingssystemet ifølge oppfinnelsen. Figur 6-8 viser delsnitt av krysningsanordningen i gruspakkingssystemet ifølge oppfinnelsen. Figur 9 viser et snitt av gruspakkingssystemet, med krysningsanordningen i innføringsstillingen for det totale gruspakkingssystem og den nedre trykkposisjon. Figur 10 viser et snitt av krysningsanordningen, løftet til den nedre sirkuleringsposisjon. Figur 11 viser et snitt av krysningsanordningen, løftet i silmontasjen for gjennomføring av en øvre trykkprosess. Figur 12 viser et snitt av krysningsanordningen som er løftet ytterligere i silmontasjen, til en øvre sirkuleringsposisjon. Figur 13 viser et skjematisk snitt av krysningsanordningen, løftet i silmontasjen til en posisjon for reversert sirkulasjon. Figur 14 viser et skjematisk snitt hver krysningsanordningen er fullstendig fjernet fra silmontasjen og en produksjonsdel er innført i silmontasjen, for utvinning.

Det er i figur 1 vist et typisk undervanns-brønnfelt som danner miljø for anvendelse av et gruspakkingssystem 60 ifølge oppfinnelsen. Et flytende borefartøy eller -skip 10 er utstyrt med en borerigg 22 omfattende et boretårn 12 med en toppblokk 14, en kabel 16 og en løpeblokk 18. I toppblokken 18 er det opphengt en rørsvivel 20. En rørstreng 24 som er forbundet med rørsviv-elen 20, er opphengt i brønnkanalen 26.

Et bevegelseskompensatorsystem 30 f.eks. det Marine Riser and Guideline Tensioner System som fremstilles av Vetco, under-ordnet Combustion Engineering, og som er beskrevet på sidene 1290-91 i bind 1 av Composite Catalog of Oilfield Equipment and Services, 1984-85, utgitt av Gulf Publishing Company, overfører en konstant strekkraft til rørstrengen 24, og kompenserer samtidig for den bølgeforårsakede, vertikale bevegelse av det flytende borefartøy 10. Systemet er dimensjonert for meget stor strengtyngde og/eller fartøyslingring som forekommer ved dyp-vannsboring under ugunstige forhold. Bevegelseskompensatoren-heten 30 består av et øvre åk 32 som er fastgjort til løpeblokken 18, et nedre åk 34 som er fastgjort til svivelen 20, og mellom-liggende, hydrauliske sylindre 36. De hydrauliske sylindre 36 tjener for kompensering av rørstrengen 24 på grunn av den bølgeforårsakede, vertikale bevegelse av boreriggen 22.

Et brønnhode 38 som er forankret i stilling på havbunnen 42 ved hjelp av sementmørtel 40, fastholder brønnrøret 28 i brønn-kanalen 26. Et stigerør 44 strekker seg mellom brønnhodet 38 og det flytende fartøyet 10. Underenden av brønnrøret 28 er gjentettet og forankret med sementmørtel 46 i brønnkanalen.

Alle retningsbetegnelser som benyttes i foreliggende søknad refererer seg til brønnen og gruspakkingssystemet under funksjon i brønnen. Den øvre ende av brønnen eller oppad er i retning av det flytende fartøy, mens den nedre ende eller nedad er i retning av bunnen i brønnkanalen 26, f.eks. sementmørtelen 46. Det viste brønnrør 28 strekker seg gjennom en produksjonssone 50. I tilgrensning til produksjonssonen 50 er brønnrøret 28 perforert ved 48, for at produksjonsfluider fra sonen 5 0 skal kunne innstrømme i brønnrøret 28. Det bør bemerkes, at selv om det i det viste miljø anvendes brønnrør som er perforert ved produksjonssonen 50, kan oppfinnelsen også komme til anvendelse i en åpen brønnkanal i tilgrensning til formasjonen. Virkemåten er stort sett den samme i en f6ret brønn.

Det skjematisk viste gruspakkingssystem 60 ifølge figur 1 er opphengt på underenden av rørstrengen 24 og plassert i tilgrensning til det perforerte brønnrør 28 og produksjonssonen 50. En hovedkopling 52 i den øvre ende av rørstrengen 24 er forbundet med en slamledning 54 for innføring, i rørstrengens 24 gjennom-løpskanal, av fluid eller slam for gruspakkingsprosessen.

Som vist i figur 2, omfatter gruspakkingssystemet 60 en silmontasje 7 0 og en krysningsverktøyanordning 80 som opptas i silmontasjen 70. Silmontasjen 7 0 innbefatter en standard-gruspakning 72, en portglideventil 73, en tetningskanal- og inngrepsflensforlengelsesanordning 74, en produksjonssil 75, en tetningsseksjon 76, eventuelt med en 0-ring- eller tetningskanal, og, om ønskelig, en kontroll- eller sladresil 77 (av mindre størrelse). En brønnpakning 78 kan anvendes som beskrevet i det etterfølgende, for plassering av silmontasjen 70 i stilling i tilgrensning til produksjonssonen 50 i brønnkanalen 26. I krysningsanordningen 80 inngår et monteringsverktøy (ikke vist), et krysningsverktøy 83, en sirkuleringsventil 84, en skiftemuffe 86, en indikatormuffe 88 og et spylerør 89.

Pakningen 72 i silmontasjen 70 er tilpasset for avtetting av den del av ringkanalen 45, ovenfor pakningen 72, som befinner seg mellom rørstrengen 24, krysningsanordningen 80 og silmontasjen 70 og brønnrøret 28. Produksjonssilen 75 er anbragt under pakningen 72 og i tilgrensning til den produserende sone 50. Krysningsanordningen 80 nedføres på rørstrengen 24 og innvendig gjennom silmontasjen 70, til anlegg mot et skulderparti 108 i montasjen 70. I forening danner krysningsanordningen 80 og silmontasjen 70 en øvre krysningsventil 191, en nedre krysningsventil 203, en sirkulasjonsventil 244 og en silventil 69. Selv om disse ventiler er detaljert beskrevet senere, er en kort beskrivelse gitt i det nærmest etterfølgende.

Den øvre krysningsventil 191 åpner og stenger for en strømningsbane mellom gjennomløpskanalen 82 i krysningsverktøyet 83 og ringkanalen 45 ovenfor pakningen 72. Denne strømningsbane dannes av kanalene 196 i krysningssylinderen 194. Den øvre krysningsventil 191 kan stenges med tetninger 190 på en dor 184, som griper tettende inn i en tetningskanal 107 på en pakningsdor 106. Den øvre krysningsventil 191 vil alltid være åpen, unntatt under den nedre trykkprosess.

Den nedre krysningsventil 203 danner en strømningsbane mellom gjennomløpskanalen 27 i rørstrengen 24, som vist i figur 9, og den ringkanal 201 som avgrenses under pakningen 72, mellom silmontasjen 7 0 og brønnrøret 28. Denne strømningsbanen dannes av kanalen 116 i glideventilen 73 og kanalene 206 i en rørav-standsholder 204 samt kanalene 202 i en tetningsavstandsholder 200. Den nedre krysningsventil 203 stenges når tetningene 221 på tetningsdorene 220 bringes i tettende inngrep i tetningskanalen 107 på pakningsdoren 106. Den nedre krysningsventil 203 vil alltid være åpen, unntatt under den reverserte sirkulasjonsprosess .

Sirkuleringsventilen 244 danner en strømningsbane mellom gjennomløpskanalen 82 i krysningsverktøyet 83 og ringkanalen 201, under pakningen 72, mellom silmontasjen 70 og brønnrøret 28. Gjennomløpsbanen for sirkuleringsventilen 244 dannes av gjennom-løpskanalen 224 i tilbakeslagsventilen 222, sirkuleringskanalene 228 i forlengelsen 226, sirkuleringskanalene 240 i sirkuleringsdelen 230 og midtkanalen 237 i sirkuleringsdelen 230. Sirkuler ingsventilen 244 stenges når tetningene 234, 236 og 242 bringes i tettende inngrep enten med tetningskanalen 134 eller tetningskanalen på pakningsdoren 106. Sirkuleringsventilen 244 vil være åpen, unntatt under den øvre trykkprosess og den reverserte sirkulasj onsprosess.

Silventilen 69 danner en bane gjennom produksjonssilen 75, mellom gjennomløpskanalen 67 i spylerøret 89 og den del av ringkanalen 201 som befinner seg under pakningen 72, mellom silmontasjen 70 og brønnrøret 28. Silventilen 69 stenges når tetningen 63 på tetningsseksjonen 76 bringes i tettende anlegg mot yttersiden av spylerøret 89. Silventilen 69 er stengt under den nedre trykkprosess og den nedre sirkulasjonsprosess.

Pakningen 72 i silmontasjen 70 som er vist i figur 3, er en gruspakning av standardtype, eksempelvis pakningen Comp-Set H som er konstruert og fremstilt av Completion Services, Inc. i Lafayette, Louisiana. Ved hjelp av pakningen 72 er silmontasjen 7 0 opphengt i brønnrøret 28. I pakningen 7 2 inngår de vanlige, mekaniske holdekiler 98 som betjenes med konuser 100 for å bringes i anlegg mot innerveggen av brønnrøret 28. Gummipak-ningselementer 102 spennes ved trykkoverføring nedad langs gjennomløpskanalen 27 i rørstrengen 24, og bringes derved i tettende anlegg mot innerveggen av brønnrøret 28. Ved hjelp av en låsering 104 forankres pakningen 72 i spent stilling. Innerveggen av pakningsdoren 106 som strekker seg langs pakningen 72, danner en tetningskanal 107 for den øvre krysningsventil 191, den nedre krysningsventil 203 og sirkuleringsventilen 244. Doren 106 er forsynt med en innvendig monteringsskulder 108 for

understøtting av krysningsanordningen 80.

Videre omfatter silmontasjen 70, som vist i figur 4, den åpningsforsynte glideventil 7 3 samt en tetningskanal- og inn-grepsf lensforlengelsesanordning 74 som er opphengt i pakningen 72. Glideventilen 73 innbefatter en rørformet forlengelse 112, en slisset, perforert forlengelse 114 og en lukkehylse 117. Forlengelsen 112 er i sin øvre ende fastgjort til pakningen 72 og strekker seg nedad for sammenkopling med den slissede, perforerte forlengelse 114. Forlengelsen 114 er forbundet med en øvre dor 115 med et antall gruspakkingsåpninger 116. Disse åpninger 116 som kan være i et antall av åtte, er jevnt fordelt rundt ytter periferien av doren 115. Lukkehylsen 117 er glidbart innmontert i doren 115. Lukkehylsen 117 har en slisset og perforert, øvre seksjon 118 med samme antall åpninger som er plassert rett overfor gruspakkingsåpningene 116 i ytterdoren 115. Et innvendig skulderparti 120 er anordnet i den nedre ende av lukkehylsen 117. Ved hjelp av det innvendige skulderparti 120 kan lukkehylsen 117 løftes fra sin åpne stilling som vist i figur 4, til en stilling hvori det nedre, massive parti 121 av lukkehylsen 117 er plassert i tilgrensning til gruspakkingsporten 116, for å stenge disse.

En ekspanderbar låsering 122 kan innføres i et spor i doren 115, for å fastholde låsehylsen 117 i dens åpne stilling, særlig når verktøyet nedføres i brønnen.

Portglideventilen 7 3 er i sin nedre ende forbundet med den øvre ende av tetningskanal- og inngrepsflensforlengelsesanordningen 74. Denne anordning 74 er i sin øvre ende utstyrt med en nedre tetningskanal 130. En tetningskanal har en mindre innerdiameter enn de øvrige seksjoner som danner anordningen 74, og gir en tetningsflate hvorimot tetningene på yttersiden av krysningsanordningen 80 kan bringes i anlegg, som nærmere beskrevet i det etterfølgende, for å avtette i forutbestemte soner mellom silmontasjen 70 og krysningsanordningen 80. En forlengelse 132 strekker seg nedenfor tetningskanalen 130 til en hjelpetetningskanal 134. En annen forlengelse 136 strekker seg nedenfor hjelpetetningskanalen 134 til en annen hjelpetetningskanal 138.

Som vist i figur 5 er det, under tetningskanalen 130, 134, 136 og 138 som inngår i tetningskanal- og inngrepsflensforlengelsesanordningen 74, anordnet en rekke inngrepsflenser. Tetningskanal- og inngrepsflensforlengelsesanordningen 74 innbefatter en forlengelse 140 som i sin øvre ende er forbundet med den nedre ende av hjelpetetningskanalen 138 og i sin nedre ende forbundet med den øverste interferensflens 142. Et parti 143 av inngrepsflensen 142 har en redusert innerdiameter og danner en øvre skulder 144 og en nedre skulder 145. Nedenfor inngrepsflensen 142 er det anordnet inngrepsflenser 146 og 148. Begge de to inngrepsflensene 146 og 148 er av samme konstruksjon som inn-grepsf lensen 142, dvs. med et parti som har redusert innerdiameter og danner øvre og nedre skuldre. Inngrepsflensene 146 og 148 er fastgjort under inngrepsflensen 142 gjennom forlengelser henholdsvis 149 og 151. En forlengelse 153 er fastgjort til underenden av den tredje inngrepsflens. Som vist skjematisk i figur 2 er det, under tetningskanal- og inngrepsflensforlengelsen 74, montert en sikkerhets-bruddskjøt (ikke vist), noen meter blindrør eller forlengelsesrør 79, en produksjonssil 75, en tetningsseksjon 76, en kontrollsil 77 og en brønnpakning 78. Se også figur 9. Tetningsseksjonen 76 innbefatter en tetning 63 for tettende anlegg mot spylerøret 89. Ytterligere detaljer er ikke beskrevet, da denne apparatur vil være velkjent for en fagkyndig.

Ifølge figur 6A og 6B omfatter krysningsanordningen 80 et monteringsverktøy (ikke vist), krysningsverktøyet 83, en sirkuleringsventil 84, en skiftemuffe 86, en indikatormuffe 88 og et spylerør 89. Monteringsverktøyet kan være av typen Comp-Set H fra Completion Services, Inc. i Lafayette, Louisiana. Krysnings-verktøyet 80 er innplassert i silmontasjen 70 og vil i sin utgangsstilling for nedføring understøttes mot anslagsflaten 108 i silmontasjen 70. Den øvre ende av krysningsverktøyet 80 er forbundet med rørstrengen 24.

Krysningsverktøyet 83 innebefatter en hydraulisk utløser 182 og en låsedor 184. Låsedoren 184 er forsynt med et utvendig stempel 186. Videre er doren 184 utstyrt med et utvendig anslag 188 som kan bringes i anlegg mot anslaget 108 i silmontasjen 70. En tetning 190 er montert på doren 184 under anslaget 188, for tettende inngrep med silmontasjen 70.

Krysningsverktøyet 83 er også forbundet med et innerrør

eller forlengelsesrør 192 og et ytterrør eller en øvre krysningssylinder 194. Låsedoren 184 er forsynt med en tettende forsenk-ning for forlengelsesrøret 192 og med yttergjenger for sammenkopling med den øvre ende av krysningssylinderen 194. I den øvre krysningssylinder 194 er det anordnet et antall øvre krysningsåpninger 196. Disse åpninger 196 befinner seg ved den øvre ende av den øvre krysningssylinder 194, og fire eller åtte slike åpninger er jevnt fordelt rundt ytterperiferien av den øvre krysningssylinder 194. Gjennom de øvre krysningsåpninger 196 kan fluid i den ringkanal 193 som avgrenses mellom forlengelsesrøret 192 og den øvre krysningssylinder 194, strømme ut. Ringkanalen 93 utgjør en del av gjennomløpskanalen 82 i krysningsverktøyet 83. Forlengelsesrøret 192 strekker seg nedad gjennom et antall (5) tetningsdorer 198 som inngår i krysningsverktøyet 83. Hver tetningsdor 19 8 er ved den ende som har yttergjenger, forsynt med en tetning 199. Tetningsdoren 198 danner en forlengelse av den øvre krysningssylinder 194. Den nederste tetningsdor 198E er forbundet med en tetningsavstandsholder 20 0 som er vist i figur 6B og består av en dor uten tetning. I tetningsavstandsholderen 200 er det anordnet et antall nedre krysningsåpninger 202. Ved underenden av forlengelsesrøret 192 er det anbragt en rørav-standsholder 204 med et antall åpninger 206 i flukt med og i fluidforbindelse med hver av de nedre krysningsåpninger 202 på tetningsavstandsholderen 200. Underenden av røravstandsholderen 204 er gjentettet med en plugg 208. Pluggen 208 tvinger det nedadstrømmende fluid i forlengelsesrøret 192 til å passere utad gjennom de fluktende åpninger 20 6 og 202 på yttersiden av krysningsverktøyet 83. Under tetningsavstandsholderen 200 er en kort rørseksjon 210 fastgjort til den øvre ende av en dobbelt-tetningsdor 214 som på yttersiden er forsynt med doble pakninger 217 og 219.

Som vist i figur 7, er en rekke tetningsdorer 220 med tetninger 221 fastgjort til underenden av dobbelttetningsdoren

214. Seks sammenkoplede tetningsdorer 220 strekker seg nedad til en tilbakeslagsventil 222 som er forbundet med den nederste doren 220A. Tilbakeslagsventilen 222 har en innvendig gjennomløpskanal 224 med et ventilsete 223 for opptakelse av en kule 225 i den

øvre munning av kanalen 224.

En sirkuleringsventil 84 er sammenkoplet med underenden av krysningsverktøyet 83. Sirkuleringsventilen 84 innbefatter en øvre forlengelse 226 med symmetriske, øvre og nedre sirkulerings-åpninger 228 i hver ende og en sirkuleringsdel 230 som er forbundet med underenden av forlengelsen 226. Sirkuleringsdelen 230 har en øvre, massiv ende 232 som er sammenkoplet med forlengelsen 226. Det fremgår at den øvre ende 232 er forsynt med yttergjenger. To tetninger 234 og 236 er forbundet med den massive, øvre ende 232. Den nedre ende 233 av sirkuleringsdelen 230 har en midtkanal 237 som ender i en rekke sirkulerings-åpninger 240 i delen 230. Midtkanalen 237 står i forbindelse med gjennomløpskanalen 67 i spylerøret 89. Den nedre ende 233 har likeledes yttergjenger. En tetning 242 er plassert ovenfor disse yttergjenger og nedenfor sirkuleringsåpningene 240. Når tetningene 234 og 236 befinner seg i tettende kontakt med en av tetningskanalene i tetningskanal- og inngrepsflensforlengelsesanordningen 74 i silmontasjen 70, vil den forente konstruksjon virke som en ventil 244 i lukket stilling. Når ventilen 244 er stengt kan fluid ikke passere oppad gjennom kanalen 237 og den nedre gjennomløpskanal 67 og ut av sirkuleringsåpningene 240. Hvis derimot tetningene 234 og 236 ikke befinner seg i kontakt med en tetningskanal, vil ventilen 244 være åpen slik at fluid kan passere oppad gjennom den nedre gjennomløpskanal 238, passasjen 237 og ut gjennom sirkuleringsåpningene 240, for å innstrømme i sirkuleringsåpningene 228 på forlengelsen 226.

En annen tetningsdor 222 er fastgjort til underenden 233 av sirkuleringsdelen 230. I likhet med de ovennevnte tetningsdorer 220 er det på ytterperiferien av tetningsdoren 238 anbragt en tetning 239 ved den ende som har yttergjenger. På yttersiden av tetningsdoren 238 er det utfrest plane flater 223, for at skrunøkler skal kunne brukes ved montering og demontering av krysningsanordningen 80.

Det fremgår av figur 8 at tetningsdoren 23 8 er forbundet med en overgangsdel 248, og gjennomløpskanalen 67 får derved en mindre innerdiameter enn i tetningsdoren 238. En skiftemuffedor 87 er fastgjort til underenden av overgangsdelen 248. Doren 87 omsluttes av en skiftemuffe 86. Skiftemuffen 86 er forsynt med et antall fjærelementer 252, hvert for seg med en midtseksjon 255 med et spor eller innsnitt 256. Fjærelementene 252 fastholdes i stilling med en øvre holder 257 og en nedre holder 258. Hvert av fjærelementene 252 fastholdes slik i stilling at fjærseksjonen 255 holdes i avstand fra yttersiden av muffedoren 87. Ved å bringes i kontakt med en av tetningskanalene eller den perforerte lukkehylse 73 i silmontasjen 70 vil imidlertid seksjonen 255 beveges innad, slik at skiftemuffen 86 lett kan passere gjennom tetningskanalene i tetningskanal- og inngrepsflensforlengelsesanordningen 74.

Skiftemuffen 86 har imidlertid som funksjon å lukke gruspakkingsåpningene 116 i portglideventilen 73 i silmontasjen 70. Dette foregår når skiftemuffen 86 løftes forbi lukkehylsen 117 i glideventilen 73, og innerskulderen 120 i lukkehylsen 117 innskyves i sporet 256 i skiftemuffen 86. Ved denne oppadgående bevegelse heves lukkehylsen 117 og lukker derved åpningene 116 i glideventilen 73 slik at den nedre krysningsventil 203 stenges.

En posisjonsindikatormuffe 88 er anbragt under skiftemuffen 86 på spylerøret 89. Indikatormuffen 88 understøttes i anlegg mot en av inngrepsflensene 142, 146 og 148 under hver av gruspak-kingsprosessene. Indikatormuffen 88 har en ytterdel 260 med et antall åpninger 262. Ytterdelen 260 innbefatter en utadragende støtteskulder 264. Gjennom en øvre holder 266 og en nedre holder 268 er ytterdelen 260 fastgjort til spylerøret 89. Ytterdelen 260 er tilstrekkelig sterkt til å kunne oppta en forutbestemt strekkraft, innen delen 260 beveges innad og passerer gjennom en av inngrepsflensene 142, 146 og 148 og deretter kan bringes i anlegg mot nevnte inngrepsflens, med indikatormuffens 88 skulder 264 hvilende mot den øvre skulder 144 i én av inngrepsflensene henholdsvis 142, 146 eller 148. Kraften som kreves for å heve krysningsanordningen 80 slik at indikatormuffen 88 passerer gjennom én av inngrepsflensene 192, 146 eller 148, gir en sikker indikasjon på at krysningsanordningen 80 er løftet til den nye posisjon for den neste gruspakkingsprosess.

For utøvelse av en gruspakkingsprosess ved anvendelse av denne sammensatte konstruksjon, sammenføyes silmontasjen 7 0 innen nedføringen i brønnen. Hvis brønnpakningen 7 8 skal brukes, blir denne nedført i brønnrøret 28 og spent ved hjelp av en vaier på konvensjonell og kjent måte. Brønnpakningen 7 8 kan danne et sete for samtlige andre komponenter i gruspakkingssystemet 60, når krysningsanordningen 80 er innplassert i silmontasjen 70 og hele systemet er nedført i brønnen. Pakningen 72 spennes ved innfør-ing av fluid i gjennomløpskanalen 27 i rørstrengen 24 og øking av trykket til det forutbestemte nivå, for spenning av pakningen 72. Trykket i rørstrengen 24 påvirker monteringsverktøyet og tvinger konusene 100 på pakningen 72 nedad og bringer derved de mekaniske holdekiler 98 i anlegg mot brønnrøret 28. Pakningen 72 og brønnpakningen 78 spennes i brønnrøret 28, for å plassere produksjonssilen 75 slik at ca. 1,5 m av denne strekker seg over og under produksjonssonen 50.

Figur 9-14 viser funksjonene av gruspakkingssystemet 60 under utøvelse av de typiske gruspakkings-prosesstrinn innbefattende nedføring, nedre pressing, nedre sirkulasjon, øvre pressing, øvre sirkulasjon, omvendt sirkulasjon og klargjøring for produksjonsinnstallasjon. Hvert av disse trinn er vist i de enkelte figurer 9-14. Figur 9 viser gruspakkingssystemet 60 i stillingen for nedføring og nedre pressing. Produksjonssilen 7 5 er anbragt i brønnrøret 28 ved produksjonssonen 50 og perforeringene 48. Pakningen 72 i silmontasjen 70 er spent slik at krysningsanordningen 80 er plassert i sin nederste posisjon i silmontasjen 70. Krysningsanordningen 80 understøttes av silmontasjen 7 0 ved at skulderpartiet 188 i krysningsverktøyet 83 ligger an mot monter-ingsskulderen 108 på pakningen 72. Figur 9 viser også plasseringen av gruspakkingssystemet 60 for gjennomføring av en nedre pressingsprosess. I denne stilling innføres et fluid, vann eller olje, i gjennomløpskanalen 27 i rørstrengen 24 og inn i krysningsverktøyets 83 forlengelsesrør 192. Den nedre krysningsventil 203 er åpen. Fluidet ledes nedad og ut fra de nedre krysningsåpninger 202 og 20 6 og gjennom gruspakkingsåpningene 116 til ringkanalen 201 som avgrenses mellom silmontasjen 7 0 og brønnrøret 28. Fluidet strømmer nedad i ringkanalen 201 og gjennom perforeringene 48 inn i den produserende sone 50. En del fluid vil passere gjennom kontrollsilen 77 og oppad langs gjennomløpskanalen 67 i spylerøret 89. Dette fluid vil strømme gjennom sirkuleringsventilen 244 fordi tetningen 234 ikke befinner seg i tettende kontakt med tetningskanalen 138, slik at sirkuleringsventilen 244 befinner seg i åpen stilling. Fluidet vil strømme oppad langs gjennomløpskanalen 82 i krysningsverktøyet 83, til det når den øvre krysningsventil 191 som er stengt fordi tetningen 190 befinner seg i tettende inngrep med pakningsdorens 106 tetningskanal 107. Under den nedre pressingsprosess kan derfor fluid opprettholde et forutbestemt trykk og tvinges ut til formasjonen 50, for opprettelse av en fluid-injiseringsmengde i formasjonen 50. Silventilen 69 er stengt idet spylerøret 89 befinner seg i tettende anlegg mot tetningsseksjonens 76 pakning 63. Derved unngås at slam strømmer gjennom produksjonssilen 75.

Etter at den nedre pressingsprosess er fullført, løftes krysningsanordningen 80 i silmontasjen 70 til den nedre sirku-leringsstilling som er vist i figur 10. Det fremgår av figur 10, at under hevingen av krysningsanordningen 80 har indikatormuffen 88 passert gjennom inngrepsflensen 148 og ligger an mot flensens øvre skulderparti 144. En klar indikasjon på posisjonen av krysningsanordningen 80 kan oppnås fordi det, for å trekke indikatormuffen 88 gjennom inngrepsflensen 148, kreves en forutbestemt kraft, eksempelvis 6800 kg. Straks indikatormuffen 88 har passert gjennom inngrepsflensen 148, vil strekkraften mot rørstrengen 24 øyeblikkelig reduseres, hvoretter en forutbestemt, nedadrettet tyngde, eksempelvis 4500 kg, overføres på rørstrengen 24, slik at skrysningsanordningen 80 bringes i anlegg mot inngrepsflensen 148, for endelig plassering av krysningsanordningen 80 i silmontasjen 70.

På grunn av muffeanordningen kan gruspakkingssystemet 60 låses i forskjellige verktøystillinger. Muffene kan være konstruert for å trekkes gjennom inngrepsflensene med ulike tyngder. I dette øyemed er flensen konstruert for 6800 kg. Dette innebærer at det kreves minst 6800 kg for at selve muffen 88 skal beveges innad for å passere gjennom en inngrepsflens. Hvis det anvendes 4540 kg for plassering av muffen 88 på en inngrepsflens, vil dette tillate en tyngdedifferanse av 2270 kg grunnet riggbevegelse. Kompensatoren 30 vil bare tillate en svingning på 45 0-9 00 kg. Når det anvendes muffer og kompensator, vil slingringen og bevegelsen av riggen gi sikkerhet for plasseringen av systemet 60 i brønnen. Det er selvsagt underforstått at dimensjoneringen av de respektive tyngder kan varieres under opprettholdelse av et egnet gruspakkingssystem 60. Det kan også bemerkes at det kan være en rekke indikatormuffer på krysningsanordningen 80 med bare én inngrepsflens på silmontasjen 708, for oppnåelse av samme formål.

Figur 10 viser krysningsanordningen 80 plassert i stilling for den nedre sirkulasjonsprosess. I denne posisjon er den øvre krysningsventil 191, den nedre krysningsventil 203 og sirkuleringsventilen 244 åpne. Silventilen 69 er stengt. Sirkuleringsventilen 244 er åpen, fordi tetningene 234, 236 og 242 ikke befinner seg i inngrep med en tetningskanal. Samtidig er den

øvre krysningsventil 191 som dannes av tetningene 190 på låsedoren 184 og dortetningskanalen 107 på pakningen 72, åpen fordi tetningen 190 ovenfor den øvre krysningskanal 196 er plassert ovenfor doren 106 på pakningen 72 og ikke lenger befinner seg i tettende inngrep med dortetningskanalen 107. Med både den øvre krysningsventil 191 og den nedre krysningsventil 244 åpne kan fluid strømme oppad langs gjennomløpskanalen 67 i spylerøret 89, videre rundt sirkuleringsventilen 84 og inn i gjennomløpskanalen 82 i krysningsverktøyet 83, for å strømme gjennom den øvre krysningsventil 191 og inn i ringkanalen 45 mellom rørstrengen 24 og brønnrøret 28.

Grusslam innføres gjennom rørstrengen 24 og den nedre krysningsventil 203, som innledning på den nedre sirkulasjonsprosess. Ved fortsatt tilførsel av grusslam vil grusen oppsamles i ringkanalen 201 mellom silmontasjen 70 og brønnrøret 28, mens fluid strømmer oppad gjennom spylerøret 89, for å tilbakeføres til fartøyet 10 ved å ledes inn i ringkanalen 45 mellom rør-strengen 24 og brønnrøret 28. Etter at en viss slammengde er innført og trykket under slampumpingen er øket, avbrytes sir-kulas jonsprosessen som da er fullført.

Deretter løftes krysningsanordningen 80 slik at indikator-muf fen 88 passerer gjennom inngrepsflensen 146 og bringes i anlegg på denne, som vist i figur 11, som forberedelse for den øvre pressingsprosess. I denne posisjon er den øvre krysningsventil 191, den nedre krysningsventil 203 og silventilen 69 åpne, og sirkuleringsventilen 244 er stengt fordi tetningene 234, 236 og 242 befinner seg i tettende inngrep i tetningskanalen 134. Fluid innføres gjennom kanalen 27 i rørstrengen 24 og den nedre krysningsventil 203, for å tvinge slammet i ringkanalen 201 mellom montasjen 70 og brønnrøret 28 ut gjennom perforeringene 48 og inn i formasjonen 50. Slammets strømningshastighet vil reduseres etterhvert som gruspakkingen dannes i formasjonen 50. Når mottrykket opprettes, er prosessen fullført og pumpingen av fluid avbrytes.

Deretter løftes krysningsanordningen 80, hvorved indikator-muf fen 88 passerer gjennom inngrepsflensen 142 og bringes i anlegg på denne, som vist i figur 12. I denne posisjon er samtlige ventiler 69, 244, 203 og 191 åpne, og det oppstår en

øvre slamsirkulasjon. Slammet innføres atter i rørstrengen 24.

I denne posisjon er imidlertid silventilen 69 åpen fordi spyle-røret 89 befinner seg ovenfor tetningsseksjonen 7 6 slik at fluidet ikke bare strømmer gjennom kontrollsilen 77 men også gjennom produksjonssilen 7 5 til gjennomløpskanalen 67 i spyle-røret 89 og oppad langs gjennomløpskanalen 82 i krysningsverk-tøyet 83 til ringkanalen 45. Særlig hvis produksjonssonen 50 er relativt lang, vil dette gi sikkerhet for pakking øverst i sonen, slik at det opprettes en fullstendig gruspakking i hele dybden av den produserende sone 50.

Etter at slamsirkuleringen for opprettelse av gruspakkingen er fullført, løftes krysningsanordningen 80 på ny, som vist i figur 13, for omvendt sirkulering. Den omvendte sirkulasjonsprosess muliggjør fjerning av grusslam fra rørstrengen 24. Den nedre krysningsventil 203 er åpen for direkte innstrømming fra ringkanalen 45 til gjennomløpskanalen 27 i rørstrengen 24. Sirkuleringsventilen 244 er stengt. Det kreves bare en enkelt tetning, for at tetningskanalen 107 i doren 106 på pakningen 72 skal avtettes med én av tetningene 221 på tetningsdoren 220. Den reverserte sirkulering gjennomføres ved nedpumping av fluid gjennom ringkanalen 45 (omvendt av det normale) mellom rør-strengen 24 og brønnrøret 28 hvor fluidet, enten vann eller olje, vil passere gjennom den nedre krysningsventil 20 3, dvs. de nedre krysningsåpninger 202 og åpningene 206 i forlengelsesrøret 192, for tilbakeføring til overflatefartøyet 10.

Deretter fjernes krysningsanordningen 80 fullstendig. For å sikre at perforeringene og åpningene er lukket kan en produk-sjonstetningsanordning 275 som er vist i figur 14, nedføres til anlegg mot pakningen 72.

Den typiske gruspakking opprettes ved nedre pressing, nedre sirkulering, øvre pressing, øvre sirkulering og omvendt sirkulering, som vist i figur 9-14, før utvinning. Det kan alternativt være ønskelig at en pressingsprosess etterfølges av en nedre sirkuleringsprosess (innebærende at det ikke strømmer fluid gjennom produksjonssiden, men bare gjennom kontrollsiden), med en påfølgende sirkuleringsprosess (fluidstrøm både gjennom produksjonssil og kontrollsil) og en påfølgende pressingsprosess. Med det foreliggende system kan en slik prosessekvens lett gjennom- føres, helt enkelt ved ombytting av forlengelsene mellom tetningskanalene 130 og 134 samt tetningskanalene 134 og 138. Som vist i figur 12, er forlengelsen 136 mellom de to tetningskanaler 134 og 138 relativt kort. Derimot er forlengelsen 132 mellom den øvre tetningskanal 130 og tetningskanalen 134 relativt lang. Hvis lengden av disse to forlengelser ombyttes, vil tetningskanalen 134 løftes til en posisjon hvori tetningene 234, 236 og 242 bringes i tettende kontakt med kanalen. Med systemet i denne utforming vil sirkuleringsventilen 244, i stedet for å være stengt som vist i figur 11, være åpnet for en øvre sirkulering med spylerøret 89 ovenfor tetningsseksjonen 76. Etter å være løftet til posisjonen ifølge figur 12, vil imidlertid sirkuleringsventilen 244 være stengt med derav følgende endring av prosessekvensen.

Den detaljerte fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen omfatter følgende prosesstrinn: (1) Klargjøring av brønnen som ved en konvensjonell gruspakkingsprosess. (2) Nedføring av en brønnpakning som spennes med en vaier i brønnhullet. (3) Nedføring i brønnhullet av en silmontasje omfattende tetninger i brønnpakning, kontrollsil, tetningsseksjon, produksjonssil, blindrør, sikkerhets-bruddskjøt (om nødvendig), forlenget inngrepsflensanordning, nedre tetningskanalforlengelse, nedre tetningskanal, slisset forlengelse og pakning av type Comp-Set H. (4) Montering av forlenget krysnings/monteringsverktøy på silmontasjen. (5) Nedføring av hele montasjen i brønnhullet, og innskyv-ing av montasjen i brønnpakningen. (6) Plassering av en tyngde, minst 11350kg, på brønnpak-ningen og innstilling av kompensatoren for utjevning av riggbevegelse. (7) Nedslipping av en stålkule i brønnhullet og spenning av pakningen på vanlig måte. (8) Plassering av en tyngde, minst 10100 kg, på verktøyet. Trykktesting av pakningen ved brønnrørtrykk. Fra denne pressingsposisjon bestemmes hastigheten for injisering i formasjonen. (9) Ringkanaltrykket økes til 3 5 kg/cm<2>. Fra denne pressingsposisjon trekkes strengen oppad, til trykket mot ringkanalen avledes, hvilket inntreffer ved ca. 3,4 m. Det opptrekkes ytterligere 0,6 m, for å sikre at krysningskanalen er utenfor pakningen. 1,8 m oppadgående bevegelse i tillegg fra dette punkt vil fjerne den siste tetning fra pakningskanalen. Kompensatoren innstilles for total rørtyngde. (10) Syre ledes nedad til to sylindre i krysningsanordningen. (11) Avslakking i den nedre pressingsposisjon. 4540 kg nedsettes og kompensatoren innstilles. Ringkanalen stenges og trykket i denne økes til 7 0 kg/cm<2>. (12) Syren presses inn i formasjonen og fortrenges med kompletteringsfluid. (13) Etter at syren er presset bort, klargjøres for gruspakking. (14) Verktøyet gjenplasseres i den omvendte stilling og slam ledes til to sylindre i krysningsanordningen. (15) For opprettelse av den nedre sirkuleringsposisjon avslakkes først i pressingsposisjonen. Gjennom den første inngrepsflens opptrekkes 20 - 30 cm. Deretter plasseres en tyngde av 4540 kg på inngrepsflensen. (16) Slampumpingen fortsettes til en trykkøkning indikerer at kontrollsilen er dekket og tilbakestrømmingen avtar. (17) Gjennom den andre inngrepsflens opptrekkes 7 5 cm, og det nedsettes en tyngde av 4540 kg for opprettelse av den øvre pressingsposisjon. Ringkanalen påføres et trykk av 35 - 70 kg/cm<2>, og det økes til et trykk av 105 kg/cm<2>over injiserings-trykket mot pakningen gjennom rørstrengen. (18) Alt trykk avledes og det opptrekkes 81,3 cm gjennom den tredje inngrepsflens og nedsettes 4540 kg for opprettelse av den øvre sirkuleringsposisjon. Pumpingen fortsettes for dehydrering av slammet gjennom produksjonssilen. Ringkanalen påføres et trykk av 35 kg/cm<2>over rørstrengtrykket. (19) For utreversering trekkes opp til trykket avledes ned mot ringkanalen. Det opptrekkes videre 60 cm og utreversering av eventuelt gjenstående slam i rørstrengen påbegynnes. Ytterligere 1,8 m oppadbevegelse fra dette punkt vil fjerne den siste tetning fra pakningen. To rørvolumer reverseres. (20) Verktøyet gjenplasseres i den øvre pressingsposisjon og pakningen testes. Hvis pakningen ikke kan testes, gjentas gruspakkingen med halve slammengder. (21) Uttrekking fra brønnhullet med krysningsanordningen. Hvis det anvendes en gruspakkings-stengemuffe, vil glideventilen stenges på dette tidspunkt. (22) En produseringsanordning innføres i brønnhullet og innskyves i pakningen av type Comp-Set H. (23) Fortsettelse av prosessen for å bringe brønnen i produksjon.

For å unngå en vesentlig, nedadgående bevegelse av krysningsanordningen under gruspakking, er prosessen ifølge oppfinnelsen en fullstendig plasseringsprosess.

For å kunne senke borrøret på en borstreng som er forbundet med en kompensator, må trykket til kompensatoren først avledes. Dette er tidkrevende og kan medføre tettingsproblemer under gruspakkingsprosessen. Foreliggende oppfinnelse forutsetter bare oppadrettet bevegelse, og under hele gruspakkingsprosessen er det derfor unødvendig at kompensatorene trykkavlastes.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen har den fordel at den gir sikker indikasjon på samtlige posisjoner. Det kreves ingen målinger fra overflaten, for å flytte krysningsverktøyet fra posisjon til posisjon. Dette kan forenkle driften, fordi det ellers er meget vanskelig å foreta forflytting av rørstrengen over en spesiell avstand fra dekket på en flytende rigg.

Det er vist og beskrevet en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, og det kan av en fagkyndig foretas endringer uten at det derved avvikes fra oppfinnelsens ramme. Den øvre krysningsventil 191 kan f.eks. kombineres med sirkuleringsventilen 244. Tetningene 190 på doren 184 kan utelates, slik at åpningene 196 i krysningssylinderen 194 vil være åpne under hele gruspakkingsprosessen. Sirkuleringsventilen gjenplasseres på krysningsanordningen 80 slik at tetningene 234 og 236 bringes i tettende inngrep med tetningskanalen 134, for å stenge sirkuleringsventilen 244 under den nedre pressingsprosess. Sirkulerings ventilen 244 vil derved regulere fluidstrommen gjennom åpningen 196.

Oppfinnelsen kan også modifiseres ved å utelate silventilen 69. I et slikt tilfelle vil det bare inngå én sirkuleringsposisjon i gruspakkingssystemet. O-ringseksjonen 7 6 fjernes og spylerøret 89 forlenges slik at den nedre rørende plasseres i tilgrensning til underenden av kontrollsilen 77, eller dersom kontrollsilen 77 er utelatt, den nedre ende av produksjonssilen 75. Ved at spylerøret 89 plasseres slik og ved at diameteren av spylerøret 89 økes, for å minske ringkanalen som avgrenses mellom spylerøret 89 og silmontasjen 70, vil fluidet som strømmer nedad gjennom ringkanalen 201 og rundt silmontasjen 70, følge minste motstandsvei. I denne inngår fluidstrømming til underenden av silene, på grunn av den vide ringkanal 201 mellom silmontasjen 7 0 og brønnrøret 28, og inn i underenden av spylerøret 89 i stedet for i det ringformede rom rundt spylerøret 89. Oppfinnelsen er følgelig egnet for anvendelse uten silventilen 69, ved bruk av én sirkuleringsposisj on.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for gruspakking av en brønn, omfattende nedføring og innmontering, i en brønn, av en silmontasje med et krysningsverktøy, karakterisert ved sekvensvis løfting av krysningsverktøyet, for gjennomføring av prosesstrinn bestående av nedre pressing, nedre sirkulering, øvre pressing, øvre sirkulering og omvendt sirkulering.

2. Gruspakkingssystem for gruspakking av en formasjon i en brønn, omfattende en silmontasje innbefattende en pakning for avtetting av ringkanalen mellom montasjen og brønnen, ovenfor formasjonen, og en sil som er anbragt på pakningen og innrettet for å plasseres i tilgrensning til formasjonen, og en krysningsanordning som er frem- og tilbakebevegelig opplagret i silmontasjen og innrettet for å opphenges på en rørstreng i brønnen og utstyrt med en gjennomløpskanal, hvor krysningsanordningen og silmontasjen danner en krysningsventil og en sirkuleringsventil, karakterisert ved at krysningsventilen åpner og stenger en første strømningsbane mellom kanalen i rørstrengen og ringkanalen under pakningen, at sirkuleringsventilen åpner og lukker en andre strømnings-bane fra ringkanalen, ovenfor pakningen, langs gjennomløpskanalen til ringkanalen, under pakningen, og at krysningsanordningen har en nedre sirkuleringsposisjon i silmontasjen for føring av et grusslam gjennom den første strømningsbane og inn i formasjonen og tilbakeføring av fluid gjennom den andre strømningsbane, en øvre presseposisjon i silmontasjen for å avstenge fluidstrømning gjennom den andre strømningsbane til overflaten og tvinge grusslammet gjennom den første strømningsbane og inn i formasjonen, og en øvre sirkuleringsposisjon i silmontasjen for å føre grusslam gjennom den første strømningsbane og inn i formasjonen og tilbakeføre fluid gjennom den andre strømningsbane, og at krysningsanordningen selektivt åpner og stenger ventilene og er anordnet i silmontasjen for de nedre sirku-lerings-, øvre presse-, og øvre sirkuleringsposisjoner bare ved oppadbevegelse av krysningsanordningen i silmontasjen.

3. Gruspakkingssystem ifølge krav 2, karakterisert ved at krysningsanordningen innbefatter et spylerør som strekker seg nedenfor sirkuleringsventilen, samt midler for plassering av krysningsanordningen i stilling i silmontasjen, for selektiv betjening av krysningsventil og sirkuleringsventil.

4. Gruspakkingssystem ifølge krav 2, karakterisert ved at det omfatter midler for plassering av krysningsanordningen i silmontasjen, i en nedre pressingsposisjon, hvorved krysningsventilen er åpen og sirkuleringsventilen er stengt, slik at fluid kan strømme nedad gjennom rørstrengen, gjennom krysningsventilen, inn i ringkanalen mellom silmontasjen og brønnrøret, under pakningen, og inn i formasjonen.

5. Gruspakkingssystem ifølge krav 2, karakterisert ved at det omfatter midler for plassering av krysningsanordningen i silmontasjen, i den nedre sirkuleringsposisjon, hvorved krysningsventilen og sirkuleringsventilen er åpne, slik at slam kan strømme nedad gjennom rørstrengen, gjennom krysningsventilen, inn i ringkanalen mellom silmontasjen og brønnrøret, under pakningen, oppad langs gjennomløpskanalen i spylerøret og til ringkanalen mellom rørstreng og brønnrør, ovenfor pakningen.

6. Gruspakkingssystem ifølge krav 2, karakterisert ved at det omfatter midler for plassering av krysningsanordningen i silmontasjen, i den øvre pressingsposisjon, hvorved krysningsventilen er åpen og sirkuleringsventilen er stengt, slik at fluid kan strømme nedad gjennom rørstrengen, gjennom krysningsventilen, inn i den del av ringkanalen som befinner seg mellom silmontasjen og brønn-røret, under pakningen, og inn i formasjonen.

7. Gruspakkingssystem ifølge krav 2, karakterisert ved atdet omfatter midler for plassering av krysningsanordningen i silmontasjen, i den øvre sirkuleringsposisjon, hvorved krysningsventilen og sirkuleringsventilen er åpen, slik at slam kan strømme nedad gjennom rørstrengen, gjennom krysningsventilen, inn i den del av ringkanalen som befinner seg mellom silanordning og brønnrør, under pakningen, og oppad langs gjennomløpskanalen i spylerøret, til ringkanalen mellom rørstrengen og brønnrøret, ovenfor pakningen.

8. Gruspakkingssystem ifølge krav 2, karakterisert ved atdet omfatter midler for plassering av krysningsanordningen i silmontasjen, i en posisjon for omvendt sirkulering, og at en tetning på krysningsanordningen er i tettende inngrep med pakningens tetningskanal, slik at fluid kan strømme nedad gjennom ringkanalen mellom rørstrengen og brønnrøret og gjennom krysningsventilen, for å ledes oppad gjennom rørstrengen.

9. Gruspakkingssystem ifølge krav 2, karakterisert ved at krysningsventilen og silmontasjen også danner en silventil for åpning og stenging av en strømningsbane gjennom silen, mellom strømningskanalen og ringkanalen nedenfor pakningen, ved oppadgående bevegelse av krysningsanordningen i silmontasjen.