NO325285B1 - Method and system for selectively controlling actuation of a plurality of source tool assemblies - Google Patents
Method and system for selectively controlling actuation of a plurality of source tool assemblies Download PDFInfo
- Publication number
- NO325285B1 NO325285B1 NO20015225A NO20015225A NO325285B1 NO 325285 B1 NO325285 B1 NO 325285B1 NO 20015225 A NO20015225 A NO 20015225A NO 20015225 A NO20015225 A NO 20015225A NO 325285 B1 NO325285 B1 NO 325285B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- pressure
- hydraulic line
- fluid
- well tool
- tool assembly
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 36
- 230000000712 assembly Effects 0.000 title claims description 29
- 238000000429 assembly Methods 0.000 title claims description 29
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 106
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
- F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
- E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
- E21B34/10—Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/30—Directional control
- F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
- F15B2211/30505—Non-return valves, i.e. check valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/30—Directional control
- F15B2211/32—Directional control characterised by the type of actuation
- F15B2211/329—Directional control characterised by the type of actuation actuated by fluid pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/60—Circuit components or control therefor
- F15B2211/605—Load sensing circuits
- F15B2211/6051—Load sensing circuits having valve means between output member and the load sensing circuit
- F15B2211/6057—Load sensing circuits having valve means between output member and the load sensing circuit using directional control valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/60—Circuit components or control therefor
- F15B2211/625—Accumulators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/60—Circuit components or control therefor
- F15B2211/635—Circuits providing pilot pressure to pilot pressure-controlled fluid circuit elements
- F15B2211/6355—Circuits providing pilot pressure to pilot pressure-controlled fluid circuit elements having valve means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
- F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
- F15B2211/7051—Linear output members
- F15B2211/7053—Double-acting output members
- F15B2211/7054—Having equal piston areas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
- F15B2211/71—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
- F15B2211/77—Control of direction of movement of the output member
- F15B2211/7725—Control of direction of movement of the output member with automatic reciprocation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
- Absorbent Articles And Supports Therefor (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt operasjoner utført og utstyr benyttet i forbindelse med brønner i undergrunnen og frembringer, i en utførelsesform beskrevet her, en fremgangsmåte og et system for hydraulisk å styre aktuering av nedihullsverk-tøy. The present invention generally relates to operations carried out and equipment used in connection with wells in the underground and produces, in an embodiment described here, a method and a system for hydraulically controlling actuation of downhole tools.
Det er svært fordelaktig å være i stand til uavhengig å kunne styre brønnverktøy fra jordens overflate, eller en annen fjerntliggende beliggenhet. For eksempel kan produksjon fra en eller flere soner som gjennomskjæres av en brønn stoppes på grunn av vann inva-sjon, mens produksjonen fortsetter fra andre soner. Alternativt kan en sone være i forbindelse med en produksjonsrørstreng, mens andre soner er avstengte. It is very advantageous to be able to independently control well tools from the surface of the earth, or another remote location. For example, production from one or more zones intersected by a well can be stopped due to water invasion, while production continues from other zones. Alternatively, one zone may be connected to a production pipeline, while other zones are shut off.
For å styre flere nedihullsverktøy har ulike systemer blitt lansert og brukt. En type system benytter elektriske signaler for å velge blant et flertall brønnverktøy for operasjon av det eller de valgte verktøy. To control several downhole tools, various systems have been launched and used. One type of system uses electrical signals to select from among a plurality of well tools for operation of the selected tool or tools.
En annen type system benytter trykkpulser i hydrauliske ledninger, der pulsene telles av de individuelle verktøyene, for å velge bestemte verktøy for operasjon derav. Another type of system uses pressure pulses in hydraulic lines, where the pulses are counted by the individual tools, to select specific tools for operation thereof.
I tillegg omtaler WO-A] 00/09855 et hydraulisk styresystem der en viss kombinasjon av hydrauliske trykkledninger trykksettes for selektiv aktuering av et bestemt brønnverk-tøy, så som en eller flere nedihullsventiler, på en gitt måte, dvs. åpent eller lukket. Imidlertid brukes det i hydraulikkledningene trykkpulser som kommunikasjonsstyresignaler for brønnverktøyet, slik at uavhengig aktuering av flere brønnverktøyinnretninger ikke er mulig. In addition, WO-A] 00/09855 mentions a hydraulic control system where a certain combination of hydraulic pressure lines are pressurized for selective actuation of a specific well tool, such as one or more downhole valves, in a given way, i.e. open or closed. However, pressure pulses are used in the hydraulic lines as communication control signals for the well tool, so that independent actuation of several well tool devices is not possible.
Disse systemene er dessverre beheftet med fundamentale ulemper. Systemene som benytter elektrisk kommunikasjon eller kraft for å velge eller aktuere et nedihullsverktøy har typisk temperaturbegrensninger for de elektriske kretsene eller er utsatt for konduk-tivitet og isolasjonsproblemer, spesielt der integrerte kretser benyttes eller koblings-stykker eksponeres for brønnfluider. Systemene som benytter trykkpulser er typisk svært komplekse og derfor kostbare å produsere og vanskelige å vedlikeholde. Unfortunately, these systems are subject to fundamental disadvantages. The systems that use electrical communication or power to select or actuate a downhole tool typically have temperature limitations for the electrical circuits or are subject to conductivity and insulation problems, especially where integrated circuits are used or connectors are exposed to well fluids. The systems that use pressure pulses are typically very complex and therefore expensive to produce and difficult to maintain.
Fra det ovenstående forstår man at det ville være svært ønskelig å frembringe et brønn-styringssystem som ikke benytter elektrisitet eller komplekse trykkpuls tellemekanis-mer, men som frembyr en pålitelig, enkel og kostnadseffektiv anordning for å styre nedihullsverktøy. Det er således et formål ved den foreliggende oppfinnelse å frembringe et slikt brønnstyirngssystem og en tilhørende fremgangsmåte for å styre brønn-verktøy. From the above it is understood that it would be highly desirable to produce a well control system which does not use electricity or complex pressure pulse counting mechanisms, but which provides a reliable, simple and cost-effective device for controlling downhole tools. It is thus an aim of the present invention to produce such a well control system and an associated method for controlling well tools.
Ved utførelsene av prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse, ifølge en utførelses-form av denne, er det frembrakt et brønnstyirngssystem som tillater lempelig styring og regulering med aktueringen av brønnverktøysammenstillinger i en brønn. Systemet tillater uavhengig styring av individuelle brønnverktøysammenstillinger. Tilhørende fremgangsmåter er også frembrakt. In carrying out the principles of the present invention, according to an embodiment thereof, a well control system has been produced which allows flexible control and regulation with the actuation of well tool assemblies in a well. The system allows independent control of individual well tool assemblies. Associated methods have also been developed.
I et aspekt av den foreliggende oppfinnelse er det frembrakt en fremgangsmåte for selektivt å styre aktuering av et flertall brønnverktøysammenstillinger, omfattende: posisjonere nevnte flertall brønnverktøysammenstillinger i en brønn, In one aspect of the present invention, there is provided a method for selectively controlling actuation of a plurality of well tool assemblies, comprising: positioning said plurality of well tool assemblies in a well,
sammenkoble første og andre hydrauliske ledninger til hver brønnverktøysammenstil-ling, kjennetegnet ved følgende trinn: selektere en første ene av brønnverktøysammenstillingene for aktuering av denne ved å generere et på forhånd bestemt første fluidtrykk på minst den andre hydrauliske ledningen, og interconnecting first and second hydraulic lines to each well tool assembly, characterized by the following steps: selecting a first one of the well tool assemblies for actuation thereof by generating a predetermined first fluid pressure on at least the second hydraulic line, and
aktuere den første brønnverktøysammenstillingen ved å generere et andre fluidtrykk på den første hydrauliske ledningen, der det andre fluidtrykket er større enn det første fluidtrykket. actuating the first well tool assembly by generating a second fluid pressure on the first hydraulic line, wherein the second fluid pressure is greater than the first fluid pressure.
I et annet aspekt av den foreliggende oppfinnelse er det frembrakt et system for selektivt å aktuere et flertall brønnverktøysammenstillinger med et flertall hydrauliske ledninger sammenkoblet med et flertall brønnverktøysammenstillinger i en brønn, kjennetegnet ved at hver av de hydrauliske ledningene er tilkoblet en aktueringsstyringsmodul ved hver av brønnverktøysammenstillingene, In another aspect of the present invention, there is provided a system for selectively actuating a plurality of well tool assemblies with a plurality of hydraulic lines connected to a plurality of well tool assemblies in a well, characterized in that each of the hydraulic lines is connected to an actuation control module at each of the well tool assemblies ,
der hver aktueringsstyringsmodul innbefatter en selekteringsanordning og et fluidmåleapparat, where each actuation control module includes a selection device and a fluid measuring device,
der hver selekteringsanordning sammenligner trykk på en andre ene av de hydrauliske ledningene med en referansetrykkilde, der den tilsvarende brønnverktøysammenstilling-en velges når trykket i den andre hydrauliske ledningen er større enn referansetrykket med en tilsvarende første på forhånd definerte mengde, og where each selection device compares pressure on a second one of the hydraulic lines with a reference pressure source, where the corresponding well tool assembly is selected when the pressure in the second hydraulic line is greater than the reference pressure by a corresponding first predefined amount, and
der hver fluidmåleapparat overfører fluid fra den andre hydrauliske ledningen til en aktuator ved den tilsvarende brønnverktøysammenstillingen som en reaksjon på alternerende trykkøkninger og trykkfall på en første ene av de hydrauliske ledningene når den tilsvarende brønnverktøysammenstillingen selekteres. where each fluid measuring device transfers fluid from the second hydraulic line to an actuator at the corresponding well tool assembly as a reaction to alternating pressure increases and pressure drops on a first one of the hydraulic lines when the corresponding well tool assembly is selected.
Selekteringsanordningen sammenligner trykket på en av de hydrauliske ledningene med en referansetrykkilde. Brønnverktøysammenstillingen tilknyttet selekteringsanordningen velges når trykket på den hydrauliske ledningen er større enn referansetrykket med en på forhånd definert størrelse, men avviker fra referansetrykket med mindre enn en annen på forhånd bestemt størrelse. De på forhånd bestemte størrelsene kan fastslås ved hjelp av trykkbegrensningsventiler i selekteringsanordningen innbyrdes forbundet mellom den hydrauliske ledningen og referansetrykkilden. The selection device compares the pressure on one of the hydraulic lines with a reference pressure source. The well tool assembly associated with the selection device is selected when the pressure on the hydraulic line is greater than the reference pressure by a predetermined amount, but deviates from the reference pressure by less than another predetermined amount. The predetermined sizes can be determined by means of pressure limiting valves in the selection device interconnected between the hydraulic line and the reference pressure source.
Fluidmåleanordningen overfører fluid fra den hydrauliske ledningen til en aktoator ved den tilhørende brønnverktøysammenstillingen som en reaksjon på alternerende trykk-økninger og trykkfall på en annen av de hydrauliske ledningene. Fluid overføringsfunk-sjonen utføres kun når brønnverktøysammenstillingen selekteres. The fluid measuring device transfers fluid from the hydraulic line to an actuator at the associated well tool assembly as a reaction to alternating pressure increases and pressure drops on another of the hydraulic lines. The fluid transfer function is only performed when the well tool assembly is selected.
Minst to hydrauliske ledninger og en referansetrykkilde er forbundet med styringsmodulen. En selekteringsanordning ved styringsmodulen innbefatter to ventiler innbyrdes forbundet i serie mellom en av de hydrauliske ledningene og et fluidmåleapparat ved styringsmodulen. En av ventilene åpner når trykket på den hydrauliske ledningen er større enn et referansetrykk med en første på forhånd bestemte størrelse, og den andre ventilen lukker når trykket på den hydrauliske ledningen er større enn referansetrykket med en andre på forhånd bestemte størrelse. At least two hydraulic lines and a reference pressure source are connected to the control module. A selection device at the control module includes two valves interconnected in series between one of the hydraulic lines and a fluid measuring device at the control module. One of the valves opens when the pressure on the hydraulic line is greater than a reference pressure by a first predetermined magnitude, and the other valve closes when the pressure on the hydraulic line is greater than the reference pressure by a second predetermined magnitude.
Fluidmåleapparatet innbefatter to pumper. En av pumpene overfører fluid fra en første hydraulisk ledning til en aktuator ved brønnverktøysammenstillingen som en reaksjon på fluktuasjoner i trykk på en andre hydraulisk ledning, og den andre pumpen overfører fluid fra den andre hydrauliske ledningen til aktuatoren som en reaksjon på fluktuasjoner i trykk på den første hydrauliske ledningen. The fluid measuring device includes two pumps. One of the pumps transfers fluid from a first hydraulic line to an actuator at the well tool assembly in response to fluctuations in pressure on a second hydraulic line, and the other pump transfers fluid from the second hydraulic line to the actuator in response to fluctuations in pressure on the first hydraulic line.
I hvert tilfelle overføres fluidet via en forskjellig utgang ved styringsmodulen, slik at aktuatoren kan opereres på en valgt måte ved å selektere hvilken av pumpene som skal benyttes. Seleksjon av pumpen som skal benyttes oppnås ved simelten å anvende et større trykk til en av de hydrauliske ledningene sammenlignet med den andre hydrauliske ledningen etter at brønnverktøysammenstillingen er selektert. In each case, the fluid is transferred via a different output at the control module, so that the actuator can be operated in a chosen way by selecting which of the pumps is to be used. Selection of the pump to be used is achieved by simultaneously applying a greater pressure to one of the hydraulic lines compared to the other hydraulic line after the well tool assembly is selected.
Hver av pumpene innbefatter et målekammer med et kjent volum. Et kjent fluidvolum kan således overføres til aktuatoren for å produsere en kjent forskyvning av et stempel i aktuatoren. Each of the pumps includes a measuring chamber with a known volume. A known volume of fluid can thus be transferred to the actuator to produce a known displacement of a piston in the actuator.
Disse og andre trekk, fortrinn, fordeler og formål ved den foreliggende oppfinnelse vil bli klargjorte for fagmannen ved en nøye gjennomgang av den detaljerte beskrivelse av representative utførelsesformer av oppfinnelsen som følger her og de medfølgende teg-ninger. FIG. 1 er et skjematisk riss av en fremgangsmåte for selektivt å styre aktueringen av nedihullsverktøy, der fremgangsmåten innbefatter prinsippene i den foreliggende oppfinnelsen; FIG. 2 er et skjematisk riss av en første anordning benyttbar i fremgangsmåten i FIG. 1, der den første anordningen innbefatter prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse, og den første anordningen er vist i en konfigurasjon forut for at et brønnverktøy tilhørende anordningen velges for aktuering av denne; FIG. 3 er et skjematisk riss av den første anordningen vist i en konfigurasjon etterføl-gende seleksjonen av brønnverktøyet for aktuering av denne på en første måte; FIG. 4 er et skjematisk riss av den første anordningen vist i en konfigurasjon etterføl-gende at brønnverktøyet er deselektert; FIG. 5 er et skjematisk riss av den første anordningen vist i en konfigurasjon etterføl-gende seleksjonen av brønnverktøyet for aktuering av denne på en andre måte; FIG. 6 er et skjematisk riss av en andre anordning benyttbar i fremgangsmåten i FIG. 1, der den andre anordningen innbefatter prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse; FIG. 7 er et skjematisk riss av en tredje anordning benyttbar i fremgangsmåten i FIG. 1, der den tredje anordningen innbefatter prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse. FIG. 1 er en representativ illustrasjon av en fremgangsmåte 10 som innbefatter prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse. I den følgende beskrivelse av fremgangsmåten 10 og andre anordninger og fremgangsmåter beskrevet her, benyttes retningsmessige termer så som "over", "under", "øvre", "nedre", etc. kun for enkelhets skyld med henvisning til de medfølgende tegningene. I tillegg skal det forstås at de ulike utførelses-formene av den foreliggende oppfinnelse som er beskrevet her kan benyttes i ulike ori- These and other features, advantages, advantages and purposes of the present invention will become clear to the person skilled in the art by a careful review of the detailed description of representative embodiments of the invention that follows here and the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a method for selectively controlling the actuation of downhole tools, the method incorporating the principles of the present invention; FIG. 2 is a schematic view of a first device usable in the method in FIG. 1, where the first device includes the principles of the present invention, and the first device is shown in a configuration prior to a well tool belonging to the device being selected for actuation thereof; FIG. 3 is a schematic view of the first device shown in a configuration following the selection of the well tool for actuation of this in a first way; FIG. 4 is a schematic view of the first device shown in a configuration after the well tool is deselected; FIG. 5 is a schematic diagram of the first device shown in a configuration following the selection of the well tool for actuation thereof in a second way; FIG. 6 is a schematic view of a second device usable in the method of FIG. 1, wherein the second device incorporates the principles of the present invention; FIG. 7 is a schematic diagram of a third device usable in the method in FIG. 1, where the third device incorporates the principles of the present invention. FIG. 1 is a representative illustration of a method 10 that incorporates the principles of the present invention. In the following description of the method 10 and other devices and methods described herein, directional terms such as "above", "below", "upper", "lower", etc. are used only for the sake of simplicity with reference to the accompanying drawings. In addition, it should be understood that the various embodiments of the present invention that are described here can be used in various ori-
enteringer, så som avskrådde, inverterte, horisontale, vertikale, etc. og i ulike konfigura-sjoner, uten at det dermed avvikes fra prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse. entries, such as beveled, inverted, horizontal, vertical, etc. and in various configurations, without thereby deviating from the principles of the present invention.
I fremgangsmåten 10 posisjoneres et flertall brønnverktøysammenstillinger 12,14,16, 18 i en brønn. Som vist i FIG. 1, innbefatter hver av brønnverktøysammenstillingene 12, 14,16,18 et brønnverktøy 20, en aktuator 22 for operasjon av brønnverktøyet (ikke synlig i FIG. 1, se FIG. 2-7) og en aktueringsstyringsmodul 24. Brønnverktøyet 20 for hver av sammenstillingene 12,14,16,18 som representativt er illustrert i FIG. 1 er vist som en ventil, der ventilene benyttes i fremgangsmåten 10 for å styre fluidstrømning mellom formasjonene eller sonene 26,28, 30, 32 som gjennomskjæres av brønnen og en rørstreng 34 i hvilken verktøy sammenstillingene er innbyrdes forbundet. Det skal imidlertid forstås at andre typer brønnverktøy og brønnverktøysammenstillinger kan benyttes uten at det avvikes fra prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse, og det er ikke nødvendig for brønnverktøysammenstillingene å være innbyrdes forbundet i en rør-streng eller for brønnverktøysammenstillingene å bli benyttet for å styre fluidstrømning. In method 10, a plurality of well tool assemblies 12, 14, 16, 18 are positioned in a well. As shown in FIG. 1, each of the well tool assemblies 12, 14, 16, 18 includes a well tool 20, an actuator 22 for operation of the well tool (not visible in FIG. 1, see FIG. 2-7) and an actuation control module 24. The well tool 20 for each of the assemblies 12,14,16,18 which are representatively illustrated in FIG. 1 is shown as a valve, where the valves are used in the method 10 to control fluid flow between the formations or zones 26,28, 30, 32 which are cut through by the well and a pipe string 34 in which the tool assemblies are interconnected. However, it should be understood that other types of well tools and well tool assemblies can be used without deviating from the principles of the present invention, and it is not necessary for the well tool assemblies to be interconnected in a pipe string or for the well tool assemblies to be used to control fluid flow.
Hver av verktøy sammenstillingene 12,14,16,18 er forbundet med hydrauliske ledninger 36, 38 som strekker seg fra en hydraulisk styreenhet 40 ved jordens overflate eller annet fjerntliggende sted. Den hydrauliske styringsenheten 40 er av den typen som er godt kjent for fagmannen som er i stand til å regulere fluidtrykk på de hydrauliske ledningene 36, 38. Styringsenheten 40 kan opereres manuelt eller ved hjelp av compu-ter, etc, og kan også utføre andre funksjoner. Each of the tool assemblies 12,14,16,18 is connected by hydraulic lines 36, 38 which extend from a hydraulic control unit 40 at the earth's surface or other remote location. The hydraulic control unit 40 is of the type well known to the person skilled in the art which is capable of regulating fluid pressure on the hydraulic lines 36, 38. The control unit 40 can be operated manually or with the help of computers, etc., and can also perform other functions.
Verktøy sammenstillingene 12,14,16,18 er fortrinnsvis "Interval Control Valves" som er kommersielt tilgjengelige fra Halliburton Energy Services, Inc. og godt kjent for fagmannen, som er nyttige for å regulere fluid strømningsrater derigjennom ved strøm-ningsstrupning. Det vil si, at hver av ventilene 20 kan variabelt begrense fluid strømning derigjennom, i stedet for kun å tillate eller forhindre fluid strømning derigjennom, slik at en optimal strømningsrate for hver av sonene 26,28, 30, 32 uavhengig kan etableres. For å variere forhindringen i fluid strømningen, innbefatter "Interval Control Valve" et strømningsstrupnings element som forflyttes ved hjelp av en hydraulisk aktuator, så som aktuatoren 22 vist skjematisk i FIG. 2-7. The tool assemblies 12,14,16,18 are preferably "Interval Control Valves" commercially available from Halliburton Energy Services, Inc. and well known to those skilled in the art, which are useful for regulating fluid flow rates therethrough in the event of flow throttling. That is, each of the valves 20 can variably limit fluid flow through it, instead of only allowing or preventing fluid flow through it, so that an optimal flow rate for each of the zones 26, 28, 30, 32 can be established independently. To vary the obstruction in the fluid flow, the "Interval Control Valve" includes a flow throttling element that is moved by means of a hydraulic actuator, such as the actuator 22 shown schematically in FIG. 2-7.
Med henvisning nå i tillegg til FIG. 2 er en aktueringsstyringsmodul 42 som innbefatter prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse representativt illustrert innbyrdes forbundet mellom to hydrauliske ledninger 44,46 og aktuatoren 22. Styringsmodulen 42 kan benyttes for en hvilken som helst av styringsmodulene 24 i fremgangsmåten 10, i hvilket tilfelle de hydrauliske ledningene 44,46 ville tilsvare de hydrauliske ledningene 36, 38 vist i FIG. 1, og aktuatoren 22 ville tilsvare en aktuator i hvilken som helst av brønn-verktøyene 20. Det skal imidlertid også tydelig forstås at styringsmodulen 42 kan benyttes i andre fremgangsmåter og aktuatoren 22 kan være av et annet type brønnverktøy, uten at det dermed fravikes fra prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse. Referring now in addition to FIG. 2 is an actuation control module 42 which includes the principles of the present invention representatively illustrated interconnected between two hydraulic lines 44,46 and the actuator 22. The control module 42 can be used for any of the control modules 24 in the method 10, in which case the hydraulic lines 44 ,46 would correspond to the hydraulic lines 36, 38 shown in FIG. 1, and the actuator 22 would correspond to an actuator in any of the well tools 20. However, it should also be clearly understood that the control module 42 can be used in other methods and the actuator 22 can be of a different type of well tool, without thereby deviating from the principles of the present invention.
f f
Styringsmodulen 42 innbefatter en selekteringsanordning 48 og et fluidmåleapparat 50. Selekteringsanordningen 48 senser fluidtrykk på den hydrauliske ledningen 46 og fastslår hvorvidt styringsmodulen 42 er selektert for aktuering av sin tilsvarende aktuator 22. Denne fastslåelsen oppnås ved å sammenholde trykket på den hydrauliske ledning 46 med en referansetrykkilde 52.1 denne utførelsesformen, og i det tilfellet der styringsmodulen 42 benyttes i fremgangsmåten 10, er referansetrykkilden 52 et ringvolum i brønnen eksternt i forhold til rørstrengen 34. Selekteringsanordningen 48 sammenligner således trykket på den hydrauliske ledningen 46 med det hydrostatiske trykket i ringvolumet 52 for å fastslå hvorvidt styringsmodulen 42 er selektert for operasjon av sin tilsvarende aktuator 22. The control module 42 includes a selection device 48 and a fluid measuring device 50. The selection device 48 senses fluid pressure on the hydraulic line 46 and determines whether the control module 42 is selected for actuation by its corresponding actuator 22. This determination is achieved by comparing the pressure on the hydraulic line 46 with a reference pressure source 52.1 this embodiment, and in the case where the control module 42 is used in the method 10, the reference pressure source 52 is an annular volume in the well external to the pipe string 34. The selection device 48 thus compares the pressure on the hydraulic line 46 with the hydrostatic pressure in the annular volume 52 to determine whether the control module 42 is selected for operation by its corresponding actuator 22.
For å utføre denne fastslåelsen innbefatter selekteringsanordningen 48 to skifteventiler 54, 56 og to trykkbegrensningsventiler 58,60. Skifteventilen 54 er normalt åpen og be-lastet mot den åpne stillingen ved hjelp av en fjær 62. En lignende fjær 64 belaster skifteventilen 56 til en normalt stengt stilling. Kun når begge skifteventilene 54, 56 er åpne, tillates fluidstrømning fra den hydrauliske ledningen 46 til fluidmåleapparatet 50 for operasjon av aktuatoren 22. Styringsmodulen 42 selekteres således for operasjon av sin tilsvarende aktuator 22 når begge skifteventilene 54, 56 er åpne. To carry out this determination, the selection device 48 includes two changeover valves 54, 56 and two pressure limiting valves 58, 60. The shift valve 54 is normally open and loaded towards the open position by means of a spring 62. A similar spring 64 loads the shift valve 56 to a normally closed position. Only when both shift valves 54, 56 are open, fluid flow is permitted from the hydraulic line 46 to the fluid measuring device 50 for operation of the actuator 22. The control module 42 is thus selected for operation of its corresponding actuator 22 when both shift valves 54, 56 are open.
Fluidtrykk på den hydrauliske ledningen 46 belaster en skyttel 66 i ventilen 56 mot venstre som sett i FIG. 2, hvilket er mot en åpen posisjon for ventilen. For imidlertid at skyttelen 66 kan forflytte seg mot venstre, må trykket på den hydrauliske ledningen 46 overvinne belastningskraften som utøves av trykket i ringrommet 52 og åpne trykkbegrensningsventilen 60. Det vil si at trykket på den hydrauliske ledningen 46 må være noe større enn trykket i ringrommet 52 pluss trykkbegrensningsventilens 60 trykkgrense. Trykkbegrensningsventilen 60 benyttes således i styringsmodulen 42 for å sette en nedre trykkgrense med hvilket trykket på den hydrauliske ledningen 46 må overstige trykket på ringrommet 52 for at styringsmodulen skal selekteres. FIG. 4 viser styrings-modulens 42 figurasjon når trykk på den hydrauliske ledningen 46 har oversteget trykket i ringrommet 52 pluss trykkbegrensningsventilens 60 trykkgrense, der skyttelen 66 forflyttes mot venstre og åpner ventilen 56. Fluid pressure on the hydraulic line 46 loads a shuttle 66 in the valve 56 to the left as seen in FIG. 2, which is towards an open position for the valve. However, in order for the shuttle 66 to move to the left, the pressure on the hydraulic line 46 must overcome the load force exerted by the pressure in the annulus 52 and open the pressure limiting valve 60. That is, the pressure on the hydraulic line 46 must be somewhat greater than the pressure in the annulus 52 plus the pressure limiting valve's 60 pressure limit. The pressure limiting valve 60 is thus used in the control module 42 to set a lower pressure limit by which the pressure on the hydraulic line 46 must exceed the pressure on the annulus 52 in order for the control module to be selected. FIG. 4 shows the configuration of the control module 42 when the pressure on the hydraulic line 46 has exceeded the pressure in the annulus 52 plus the pressure limit of the pressure limiting valve 60, where the shuttle 66 is moved to the left and opens the valve 56.
På en lignende måte innbefatter skifteventilen 54 en skyttel 68 som forflyttes mot venstre som sett i FIG. 2 for å stenge ventilen. Trykk på den hydrauliske ledningen 46 må overvinne trykket på ringrommet 52 pluss trykkbegrensningsventilens 58 trykkgrense for at skyttelen 68 skal forflyttes mot venstre. Trykkbegrensningsventilen 58 benyttes således i styringsmodulen 42 for å sette en øvre trykkgrense med hvilket trykket på den hydrauliske ledningen 46 ikke må overstige trykket på ringrommet 52 for at styringsmodulen skal selekteres. In a similar manner, the shift valve 54 includes a shuttle 68 which is moved to the left as seen in FIG. 2 to close the valve. Pressure on the hydraulic line 46 must overcome the pressure on the annulus 52 plus the pressure limit of the pressure limiting valve 58 in order for the shuttle 68 to be moved to the left. The pressure limiting valve 58 is thus used in the control module 42 to set an upper pressure limit by which the pressure on the hydraulic line 46 must not exceed the pressure on the annulus 52 in order for the control module to be selected.
For at styringsmodulen 42 derfor skal selekteres, må trykk på den hydrauliske ledning 46 overstige trykk i ringrommet 52 pluss trykkbegrensningsventilens 60 trykkgrense, og må ikke overstige ringromstrykket pluss trykkbegrensningsventilens 58 trykkgrense. Man vil lett forstå at ved å variere trykkbegrensningsventilenes 58,60 trykkgrenser, kan ulike styringsmoduler 42 konfigureres for å ha ulike trykkområder ved hvilke de individuelle styringsmodulene selekteres. For eksempel kan styringsmodulen 24 i verktøy sammenstillingen 12 i fremgangsmåten 10 konfigureres slik at den selekteres når trykket på den hydrauliske ledningen 38 er mellom 3448 kPa (500 psi) og 6895 kPa (1,000 psi) større enn trykket i ringrommet 52, kan styringsmodulen i verktøy sammenstillingen 14 konfigureres slik at den selekteres når trykket på den hydrauliske ledningen 38 er mellom 10342 kPa (1,500 psi) og 13790 kPa (2000 psi) større enn ringromstrykket, etc. Hver av brønnverktøysammenstillingene 12,14,16,18 kan således uavhengig selekteres ved simpelten å variere trykket på den hydrauliske ledningen 38. In order for the control module 42 to therefore be selected, the pressure on the hydraulic line 46 must exceed the pressure in the annulus 52 plus the pressure limitation valve 60 pressure limit, and must not exceed the annulus pressure plus the pressure limitation valve 58 pressure limit. One will easily understand that by varying the pressure limits of the pressure limiting valves 58, 60, different control modules 42 can be configured to have different pressure ranges at which the individual control modules are selected. For example, the control module 24 in the tool assembly 12 in the method 10 can be configured to be selected when the pressure on the hydraulic line 38 is between 3448 kPa (500 psi) and 6895 kPa (1,000 psi) greater than the pressure in the annulus 52, the control module in the tool can the assembly 14 is configured so that it is selected when the pressure on the hydraulic line 38 is between 10342 kPa (1,500 psi) and 13790 kPa (2000 psi) greater than the annulus pressure, etc. Each of the well tool assemblies 12,14,16,18 can thus be independently selected by simply to vary the pressure on the hydraulic line 38.
Fluidmåleapparatet 50 reagerer lett på en differanse mellom trykkene på de hydrauliske ledningene 44,46 for å bevege en rund sleide ventil 70 mellom en konfigurasjon der fluidmåles fra den hydrauliske ledningen 46 som en reaksjon på alternerende fluid-trykksøkninger og fall på den hydrauliske ledningen 44, og en annen konfigurasjon der fluidmåles fra den hydrauliske ledningen 44 som en reaksjon på alternerende fluid-trykksøkninger og fall på den hydrauliske ledningen 46. Således, etter at styringsmodulen 42 er selektert av et egnet trykk på den hydrauliske ledningen 46, varieres trykk på en av de hydrauliske ledningene 44,46 for å overføre fluid fra den andre hydrauliske ledningen til aktuatoren 22. Den hydrauliske ledningen på hvilken trykket alternerende økes og minskes fastslår hvorvidt et stempel 72 i aktuatoren 22 gradvis forflyttes mot høyre eller mot venstre som sett i FIG. 2. The fluid measuring apparatus 50 readily responds to a difference between the pressures on the hydraulic lines 44,46 to move a round slide valve 70 between a configuration where fluid is measured from the hydraulic line 46 in response to alternating fluid pressure increases and drops on the hydraulic line 44, and another configuration where fluid is measured from the hydraulic line 44 in response to alternating fluid pressure increases and decreases on the hydraulic line 46. Thus, after the control module 42 has selected a suitable pressure on the hydraulic line 46, pressure is varied on one of the hydraulic lines 44,46 to transfer fluid from the second hydraulic line to the actuator 22. The hydraulic line on which the pressure is alternately increased and decreased determines whether a piston 72 in the actuator 22 is gradually moved to the right or to the left as seen in FIG. 2.
Forflytning av stempelet 72 i inkrementer er spesielt nyttig der, som i fremgangsmåten 10, aktuatoren 22 er inkludert i en brønnverktøysammenstilling benyttet for variabelt å begrense fluidstrømning derigjennom. Det vil si at en inkrementell forflytning av stempelet 72 kan benyttes for inkrementelt å variere fluidstrømningsraten gjennom en hvilken som helst av verktøy sammenstillingene 12,14,16,18, slik at strømningsraten kan optimaliseres for hver av de tilhørende sonene 26,28, 30, 32. Movement of the piston 72 in increments is particularly useful where, as in method 10, the actuator 22 is included in a well tool assembly used to variably limit fluid flow therethrough. That is, an incremental movement of the piston 72 can be used to incrementally vary the fluid flow rate through any of the tool assemblies 12,14,16,18, so that the flow rate can be optimized for each of the associated zones 26,28,30, 32.
FIG. 5 viser konfigurasjonen av styringsmodulen 42 når modulen er selektert (det vil si trykk på den hydrauliske ledningen er innenfor det området som defineres av trykkbegrensningsventilene 58, 60) og trykket på den hydrauliske ledningen 46 overstiger trykket på den hydrauliske ledningen 44. Legg merke til at en rund sleide 34 "spool" i ventilen 70 beveges mot venstre som sett i FIG. 5. FIG. 3 viser en konfigurasjon av styringsmodulen 42 når modulen er selektert og trykk på den hydrauliske ledningen 44 overstiger trykk på den hydrauliske ledningen 46. Legg merke til at rundsleiden 74 er beveget mot høyre som sett i FIG. 3. FIG. 5 shows the configuration of the control module 42 when the module is selected (that is, pressure on the hydraulic line is within the range defined by the pressure limiting valves 58, 60) and the pressure on the hydraulic line 46 exceeds the pressure on the hydraulic line 44. Note that a round slide 34 "spool" in the valve 70 is moved to the left as seen in FIG. 5. FIG. 3 shows a configuration of the control module 42 when the module is selected and pressure on the hydraulic line 44 exceeds pressure on the hydraulic line 46. Note that the circular slide 74 is moved to the right as seen in FIG. 3.
Med henvisning til den konfigurasjonen av styringsmodulen 42 som vist i FIG. 3, skal det først bemerkes at med rundsleiden 74 beveget mot høyre, er den hydrauliske ledningen 44 i fluid forbindelse med et fluidmålekammer 78 med et flytende stempel 80 deri. Målekammeret 78 er også i fluid forbindelse med den hydrauliske ledningen 46 via en tilbakeslagsventil 82, som tillater strømning fra den hydrauliske ledningen 46 til målekammeret, men forhindrer strømning fra målekammeret til den hydrauliske ledningen 46. En fjær 84 belaster stempelet 80 oppover, i en retning for å trekke fluid inn i målekammeret 78 fra den hydrauliske ledningen 46. Referring to the configuration of the control module 42 as shown in FIG. 3, it should first be noted that with the circular slide 74 moved to the right, the hydraulic line 44 is in fluid communication with a fluid measuring chamber 78 with a floating piston 80 therein. The metering chamber 78 is also in fluid communication with the hydraulic line 46 via a check valve 82, which allows flow from the hydraulic line 46 to the metering chamber, but prevents flow from the metering chamber to the hydraulic line 46. A spring 84 biases the piston 80 upwardly, in one direction to draw fluid into the measuring chamber 78 from the hydraulic line 46.
En utgang i målekammeret 78 er også i fluid forbindelse med en side av stempelet 72 i aktuatoren 22. Det vil lett forstås, at når trykk over stempelet 80 overvinner trykket under stempelet i målekammeret 78 pluss fjærens 84 belastningskraft, vil stempelet 80 bevege seg nedover, og fluid i kammeret vil tvinges inn i aktuatoren 22 for derved å forflytte stempelet 72 mot høyre som sett i FIG. 3. Da målekammeret 78 har et kjent volum, er mengden av fluid som overføres fra målekammeret til aktuatoren 22 kjent og produserer en kjent forflytning av stempelet 72. An outlet in the measuring chamber 78 is also in fluid connection with one side of the piston 72 in the actuator 22. It will be easily understood that when pressure above the piston 80 overcomes the pressure below the piston in the measuring chamber 78 plus the loading force of the spring 84, the piston 80 will move downwards, and fluid in the chamber will be forced into the actuator 22 to thereby move the piston 72 to the right as seen in FIG. 3. Since the measuring chamber 78 has a known volume, the amount of fluid transferred from the measuring chamber to the actuator 22 is known and produces a known displacement of the piston 72.
For å overføre fluidet fra målekammeret 78 til aktuatoren 22 økes trykk på den hydrauliske ledningen 44 slik at det overstiger trykket på den hydrauliske ledningen 46 (og beveger dermed rundsleiden 74 mot høyre), og økes videre inntil fjærens 84 belastningskraft overvinnes og stempelet 80 beveges nedover. For å overføre ytterligere fluid, minskes trykket på den hydrauliske ledningen 44 for derved å tillate at fjæren 84 forflytter stempelet 80 oppover og trekker ytterligere fluid inn i målekammeret 78 fra den hydrauliske ledningen 46.1 dette trinnet bør ikke trykk i den hydrauliske ledningen 44 minskes til et nivå der det er mindre enn trykket i den hydrauliske ledningen 46, eller så vil rundsleiden 74 bevege seg mot venstre. To transfer the fluid from the measuring chamber 78 to the actuator 22, pressure on the hydraulic line 44 is increased so that it exceeds the pressure on the hydraulic line 46 (and thus moves the circular slide 74 to the right), and is further increased until the load force of the spring 84 is overcome and the piston 80 is moved downwards . To transfer additional fluid, the pressure on the hydraulic line 44 is reduced to thereby allow the spring 84 to move the piston 80 upwards and draw additional fluid into the metering chamber 78 from the hydraulic line 46.1 this step should not reduce pressure in the hydraulic line 44 to a level where it is less than the pressure in the hydraulic line 46, or the round slide 74 will move to the left.
Trykket på den hydrauliske ledningen 44 økes deretter igjen slik at fjærens 84 belastningskraft overvinnes og stempelet 80 på ny forflyttes nedover, for derved å overføre fluidet inn i aktuatoren 22. Man vil lett forstå at målekammeret 78, stempelet 80, fjæren 84 og tilbakeslagsventilen 82 utgjør en pumpe som er følsom for og reagerer på trykkfluktuasjoner i den hydrauliske ledningen 44 for å overføre fluid fra den hydrauliske ledningen 46 til aktuatoren 22. The pressure on the hydraulic line 44 is then increased again so that the load force of the spring 84 is overcome and the piston 80 is again moved downwards, thereby transferring the fluid into the actuator 22. It will be easy to understand that the measuring chamber 78, the piston 80, the spring 84 and the non-return valve 82 form a pump that is sensitive to and responsive to pressure fluctuations in the hydraulic line 44 to transfer fluid from the hydraulic line 46 to the actuator 22.
For så å betrakte konfigurasjonen av styringsmodulen 42 som vist i FIG. 5 (det vil si styringsmodulen 42 selekteres og trykket på den hydrauliske ledningen 46 overstiger To then consider the configuration of the control module 42 as shown in FIG. 5 (that is, the control module 42 is selected and the pressure on the hydraulic line 46 exceeds
trykket på den hydrauliske ledningen 44 som beskrevet over), skal det bemerkes at, med rundsleiden 74 beveget mot venstre, er den hydrauliske ledningen 46 i fluid forbindelse med et fluidmålekammer 76 med et flytende stempel 86 deri. Målekammeret 76 er også i fluid forbindelse med den hydrauliske ledningen 44 via en tilbakeslagsventil 88, hvilket tillater strømning fra den hydrauliske ledningen 44 til målekammeret, men forhindrer strømning fra målekammeret til den hydrauliske ledningen 44. En fjær 90 belaster stempelet 86 oppover, i en retning for å trekke fluid inn i målekammeret 76 fra den hydrauliske ledningen 44. the pressure on the hydraulic line 44 as described above), it should be noted that, with the round slide 74 moved to the left, the hydraulic line 46 is in fluid communication with a fluid measuring chamber 76 with a floating piston 86 therein. The metering chamber 76 is also in fluid communication with the hydraulic line 44 via a check valve 88, which allows flow from the hydraulic line 44 to the metering chamber, but prevents flow from the metering chamber to the hydraulic line 44. A spring 90 biases the piston 86 upwardly, in one direction to draw fluid into the measuring chamber 76 from the hydraulic line 44.
En utgang fra målekammeret 76 er også i fluid forbindelse med en side av stempelet 72 i aktuatoren 22. Man vil lett se at når trykket over stempelet 86 overvinner trykket under stempelet i målekammeret 76 pluss fjærens 90 belastningskraft, vil stempelet 86 forflytte seg nedover, og fluid i kammeret vil tvinges inn i aktuatoren 22 for derved å forflytte stempelet 72 mot venstre som sett i FIG. 5. Da målekammeret 76 har et kjent volum, er mengden med fluid som overføres fra målekammeret til aktuatoren 22 kjent og produserer en kjent forflytning av stempelet 72. An outlet from the measuring chamber 76 is also in fluid connection with one side of the piston 72 in the actuator 22. It will be easy to see that when the pressure above the piston 86 overcomes the pressure below the piston in the measuring chamber 76 plus the loading force of the spring 90, the piston 86 will move downwards, and fluid in the chamber will be forced into the actuator 22 to thereby move the piston 72 to the left as seen in FIG. 5. Since the measuring chamber 76 has a known volume, the amount of fluid transferred from the measuring chamber to the actuator 22 is known and produces a known displacement of the piston 72.
For å overføre fluidet fra målekammeret 76 til aktuatoren 22 økes trykket på den hydrauliske ledningen 46 slik at det overstiger trykket på den hydrauliske ledningen 44 (for derved å bevege rundsleiden 74 mot venstre), og økes videre inntil fjærens 90 belastningskraft er overvunnet og stempelet 86 forflyttes nedover. I dette trinnet bør ikke trykket på den hydrauliske ledningen 46 økes til et nivå der det er utenfor styringsmodu-lens 42 område for å selektere trykk fastslått ved hjelp av seleksjonsanordningen 48. In order to transfer the fluid from the measuring chamber 76 to the actuator 22, the pressure on the hydraulic line 46 is increased so that it exceeds the pressure on the hydraulic line 44 (thereby moving the circular slide 74 to the left), and is further increased until the load force of the spring 90 is overcome and the piston 86 moved downwards. In this step, the pressure on the hydraulic line 46 should not be increased to a level where it is outside the range of the control module 42 to select pressure established by means of the selection device 48.
For å overføre ytterligere fluid minskes trykket på den hydrauliske ledningen 46 for derved å tillate at fjæren 90 forflytter stempelet 86 oppover og trekker ytterligere fluid To transfer additional fluid, the pressure on the hydraulic line 46 is reduced thereby allowing the spring 90 to move the piston 86 upward and draw additional fluid
inn i målekammeret 76 fra den hydrauliske ledningen 44.1 dette trinnet bør ikke trykket på den hydrauliske ledningen 46 minskes til et nivå der det er mindre enn trykket på den hydrauliske ledningen 44, eller rundsleiden 74 ville bevege seg mot høyre og trykket på den hydrauliske ledningen 46 bør ikke minskes til et nivå der det er utenfor styringsmo-dulens 42 område for seleksjonstrykk fastslått ved hjelp av selekteringsanordningen 48. into the measuring chamber 76 from the hydraulic line 44.1 this step the pressure on the hydraulic line 46 should not be reduced to a level where it is less than the pressure on the hydraulic line 44, or the round slide 74 would move to the right and the pressure on the hydraulic line 46 should not be reduced to a level where it is outside the control module 42's selection pressure range determined by means of the selection device 48.
Trykk på den hydrauliske ledningen 46 økes så igjen slik at fjærens 90 belastningskraft overvinnes og stempelet 86 igjen forflyttes nedover, for derved å overføre fluidet inn i Pressure on the hydraulic line 46 is then increased again so that the loading force of the spring 90 is overcome and the piston 86 is again moved downwards, thereby transferring the fluid into
aktuatoren 22. Man vil lett forstå at målekammeret 76, stempelet 86, fjæren 90 og tilbakeslagsventilen 88 utgjør en pumpe som er følsom for og reagerer på trykkfluktuasjoner i den hydrauliske ledningen 46 for å overføre fluid fra den hydrauliske ledningen 44 til aktuatoren 22. the actuator 22. It will be readily understood that the measuring chamber 76, the piston 86, the spring 90 and the check valve 88 form a pump which is sensitive to and responds to pressure fluctuations in the hydraulic line 46 to transfer fluid from the hydraulic line 44 to the actuator 22.
Med henvisning igjen til FIG. 1 er en foretrukket modus for selektivt å aktuere brønn-verktøysammenstillingene 12,14,16,18 og øke trykket på begge de hydrauliske ledningene 36,38, inntil trykket er innenfor seleksjonstrykkområdet for minst en av styringsmodulene 24. Legg merke til at mer enn en styringsmodul 24 kan selekteres samti-dig, om ønskelig, avhengig av trykkbegrensningsventilenes trykkgrenser i styringsmo-dulenes selekteringsanordningen I tillegg skal det bemerkes at seleksjon av styringsmodulen eller styringsmodulene 24 kan oppnås ved benyttelse av trykk anvendt til kun en av de hydrauliske ledningene 36, 38 (for eksempel den hydrauliske ledningen 46 i styringsmodulen 42 i den utførelsesformen som er vist i FIG. 2-5), om ønskelig. Referring again to FIG. 1 is a preferred mode of selectively actuating the well tool assemblies 12,14,16,18 and increasing the pressure on both hydraulic lines 36,38, until the pressure is within the selection pressure range of at least one of the control modules 24. Note that more than one control module 24 can be selected at the same time, if desired, depending on the pressure limits of the pressure limiting valves in the control module selection device In addition, it should be noted that selection of the control module or control modules 24 can be achieved by using pressure applied to only one of the hydraulic lines 36, 38 ( for example, the hydraulic line 46 in the control module 42 in the embodiment shown in Figures 2-5), if desired.
Trykk i en av de hydrauliske ledningene 36, 38 gjøres så større enn trykk på den andre av de hydrauliske ledningene for derved å bestemme operasjonsmåten for den tilhøren-de aktuator. Trykket i den hydrauliske ledningen 36 eller 38 (den av disse som har det større trykk deri for å bestemme operasjonsmåten for aktuatoren) er så alternerende økt og minsket for derved å overføre kjente volumer med fluid inkrementelt fra den andre hydrauliske ledningen til aktuatoren, for å produsere inkrementelle forflytninger av et stempel i aktuatoren. Pressure in one of the hydraulic lines 36, 38 is then made greater than pressure on the other of the hydraulic lines to thereby determine the mode of operation for the associated actuator. The pressure in the hydraulic line 36 or 38 (whichever has the greater pressure therein to determine the mode of operation of the actuator) is then alternately increased and decreased thereby transferring known volumes of fluid incrementally from the other hydraulic line to the actuator, to produce incremental displacements of a piston in the actuator.
I tillegg nå med henvisning til FIG. 6 er det der illustrert på en representativ måte en alternativ konfigurasjon der trykkreferansekilden er en akkumulator 92 i stedet for det ringrommet 52 som er vist i FIG. 2-5. Akkumulatoren 92 er tilkoblet trykkbegrensningsventilene 58, 60 i stedet for tilkoblingen til ringrommet 52.1 tillegg tillater en struper 94 og en tilbakeslagsventil 96 fluid strømning mellom akkumulatoren 92 og den hydrauliske ledningen 46, slik at akkumulatoren fortløpende er utlignet med det hydrostatiske trykket i den hydrauliske ledningen 46, men trykket i den hydrauliske ledningen 46 kan økes for å bevege ventilene 54, 56 om ønskelig. For dette formålet tillater strupe-ren 94 kun en svært gradvis utligning av trykk mellom den hydrauliske ledningen 46 og akkumulatoren 92. In addition, now referring to FIG. 6, there is representatively illustrated an alternative configuration in which the pressure reference source is an accumulator 92 instead of the annulus 52 shown in FIG. 2-5. The accumulator 92 is connected to the pressure limiting valves 58, 60 instead of the connection to the annulus 52. In addition, a throttle 94 and a non-return valve 96 allow fluid flow between the accumulator 92 and the hydraulic line 46, so that the accumulator is continuously equalized with the hydrostatic pressure in the hydraulic line 46 , but the pressure in the hydraulic line 46 can be increased to move the valves 54, 56 if desired. For this purpose, the throttle 94 allows only a very gradual equalization of pressure between the hydraulic line 46 and the accumulator 92.
Med henvisning nå i tillegg til FIG. 7 er det der representativt illustrert en alternativ konfigurasjon der trykkreferansekilden er en tredje hydrauliske ledning 98, i stedet for det ringrommet 52 som er vist i FIG. 2-5. Den hydrauliske ledningen 98 er forbundet med trykkbegrensningsventilene 58, 60 i stedet for forbindelsen til ringrommet 52. Den hydrauliske ledningen 98 utgjør en ytterligere fordel ved at trykket på den hydrauliske ledningen 98 kan varieres ved et fjerntliggende sted for derved å influere trykkområdene på den hydrauliske ledningen 46 med hvilket styringsmodulen 42 selekteres. Den hydrauliske ledningen 98 kan for eksempel være tilkoblet den hydrauliske styringsenheten 40 i fremgangsmåten 10 som vist i FIG. 1. Referring now in addition to FIG. 7, there is representatively illustrated an alternative configuration where the pressure reference source is a third hydraulic conduit 98, instead of the annulus 52 shown in FIG. 2-5. The hydraulic line 98 is connected to the pressure limiting valves 58, 60 instead of the connection to the annulus 52. The hydraulic line 98 constitutes a further advantage in that the pressure on the hydraulic line 98 can be varied at a remote location to thereby influence the pressure areas on the hydraulic line 46 with which the control module 42 is selected. The hydraulic line 98 can, for example, be connected to the hydraulic control unit 40 in the method 10 as shown in FIG. 1.
Det skal forstås at andre typer referansetrykkilder kan benyttes i stedet for ringrommet 52, akkumulatoren 92 og den hydrauliske ledningen 98, uten at det dermed fravikes fra prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse. It should be understood that other types of reference pressure sources can be used instead of the annulus 52, the accumulator 92 and the hydraulic line 98, without thereby deviating from the principles of the present invention.
Etter en nøye gjennomgang av denne beskrivelse av representative utførelsesformer av oppfinnelsen, vil fagmannen lett forstå at det kan utføres mange modifikasjoner, tillegg, erstatninger, og andre endringer til de spesifikke utførelsesformene, og at slike endringer dekkes av prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse. Beskrivelsen skal forstås som en illustrasjon og eksempler der oppfinnelsens omfang kun begrenses av de ved-heftede krav. After a careful review of this description of representative embodiments of the invention, one skilled in the art will readily understand that many modifications, additions, substitutions, and other changes can be made to the specific embodiments, and that such changes are covered by the principles of the present invention. The description is to be understood as an illustration and examples where the scope of the invention is limited only by the attached claims.
Claims (29)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/US2000/012329 WO2001083939A1 (en) | 2000-05-04 | 2000-05-04 | Hydraulic control system for downhole tools |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20015225D0 NO20015225D0 (en) | 2001-10-25 |
| NO20015225L NO20015225L (en) | 2001-11-08 |
| NO325285B1 true NO325285B1 (en) | 2008-03-17 |
Family
ID=21741356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20015225A NO325285B1 (en) | 2000-05-04 | 2001-10-25 | Method and system for selectively controlling actuation of a plurality of source tool assemblies |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2000245031A1 (en) |
| GB (1) | GB2366818B (en) |
| NO (1) | NO325285B1 (en) |
| WO (1) | WO2001083939A1 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2000278514A1 (en) * | 2000-10-03 | 2002-04-15 | Halliburton Energy Services, Inc. | Hydraulic control system for downhole tools |
| US6502640B2 (en) * | 2000-10-20 | 2003-01-07 | Schlumberger Technology Corporation | Hydraulic actuator |
| GB0326457D0 (en) | 2003-11-13 | 2003-12-17 | Red Spider Technology Ltd | Actuating mechanism |
| US7510013B2 (en) | 2006-06-30 | 2009-03-31 | Baker Hughes Incorporated | Hydraulic metering valve for operation of downhole tools |
| US8151888B2 (en) * | 2009-03-25 | 2012-04-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Well tool with combined actuation of multiple valves |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7006059A (en) * | 1970-04-25 | 1971-10-27 | ||
| US4407183A (en) * | 1978-09-27 | 1983-10-04 | Fmc Corporation | Method and apparatus for hydraulically controlling subsea equipment |
| WO1997047852A1 (en) * | 1996-06-13 | 1997-12-18 | Pes, Inc. | Downhole lubricator valve |
| GB2335215B (en) * | 1998-03-13 | 2002-07-24 | Abb Seatec Ltd | Extraction of fluids from wells |
| AU2739899A (en) * | 1998-03-13 | 1999-10-11 | Abb Offshore Systems Limited | Well control |
| US6179052B1 (en) * | 1998-08-13 | 2001-01-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Digital-hydraulic well control system |
-
2000
- 2000-05-04 AU AU2000245031A patent/AU2000245031A1/en not_active Abandoned
- 2000-05-04 WO PCT/US2000/012329 patent/WO2001083939A1/en not_active Ceased
- 2000-05-04 GB GB0123046A patent/GB2366818B/en not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-10-25 NO NO20015225A patent/NO325285B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO20015225L (en) | 2001-11-08 |
| NO20015225D0 (en) | 2001-10-25 |
| WO2001083939A1 (en) | 2001-11-08 |
| GB2366818A (en) | 2002-03-20 |
| AU2000245031A1 (en) | 2001-11-12 |
| GB2366818B (en) | 2004-12-01 |
| GB0123046D0 (en) | 2001-11-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6536530B2 (en) | Hydraulic control system for downhole tools | |
| NO335376B1 (en) | Hydraulically operated fluid metering device in an underground well | |
| EP2096254A2 (en) | Control system for an annulus balanced subsurface safety valve | |
| US8047298B2 (en) | Well tools utilizing swellable materials activated on demand | |
| AU733263B2 (en) | Control module system for subterranean well | |
| AU644989B2 (en) | Differential actuating system for downhole tools | |
| US7455114B2 (en) | Snorkel device for flow control | |
| NO321018B1 (en) | Hydraulic well control equipment | |
| NO339106B1 (en) | Flow controller for use in an underground well | |
| DK1668223T3 (en) | Hydraulically activated control system for use in an underground well | |
| NO327136B1 (en) | Sliding sleeve valve with multiple positions | |
| NO325849B1 (en) | System and method for controlling downhole tools | |
| NO341090B1 (en) | Procedure and a system for position control of a downhole actuator. | |
| GB2448435A (en) | Snorkel device for downhole flow control | |
| WO2002020942A1 (en) | Hydraulic control system for downhole tools | |
| NO325285B1 (en) | Method and system for selectively controlling actuation of a plurality of source tool assemblies | |
| CA2670569C (en) | Snorkel device for flow control | |
| NO326119B1 (en) | Variable exhaust gas vent valve with high flow rates with interchangeable power source and method of use thereof | |
| NO335768B1 (en) | The well screen assembly | |
| NO325229B1 (en) | Snorkeling device for flow control | |
| NO343640B1 (en) | Direct proportional surface control system for downhole throttle valve |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FC2A | Withdrawal, rejection or dismissal of laid open patent application | ||
| RE | Reestablishment of rights (par. 72 patents act) | ||
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |