NO342034B1

NO342034B1 - Autonomous water shut-off device

Info

Publication number: NO342034B1
Application number: NO20151555A
Authority: NO
Inventors: Ole Magnar Drønen
Original assignee: Scale Prot As
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2018-03-12
Also published as: NO20151555A1

Abstract

Autonom innstrømningskontrollinnretning (4) for et produksjonsrør (2) i en hydrokarbonbrønn (12), hvor innstrømningskontrollinnretningen (4) omfatter et innstrømningsrør (42) som er forsynt med flere pakninger (41, 41', 41", 4T") som er anordnet med innbyrdes aksiell avstand langs et parti avinnstrømningsrøret (42), hvor pakningene (41, 41', 41", 41'") er fluidtettende settbare mot en brønnhullsvegg (121) for tildanning av adskilte innstrømningsseksjoner (43, 43', 43") i et ringrom (3) som omkranser innstrømningskontrollinnretningen (4); og det i hver innstrømningsseksjon (43, 43', 43") er anordnet minsten vannavstengningsanordning (44) med en ventilelementsammenstilling (440) som er om stillbar mellom en første, åpen stilling (l) og en andre, lukket stilling (II), idet ventilelementsammenstillingen (440) i den første stillingen (l) tildanner en fluidstrømningsvei (448) ved at et forskyvbart ventilelement (442) holdes i en avstand fra et ventilsete (441) ved hjelp av minstettvannløselig avstandselement (443).Autonomous inflow control device (4) for a production pipe (2) in a hydrocarbon well (12), wherein the inflow control device (4) comprises an inflow pipe (42) provided with several gaskets (41, 41 ', 41 ", 4T") arranged axially spaced along a portion of the inflow tube (42), the gaskets (41, 41 ', 41 ", 41'") being fluid sealed against a wellbore wall (121) to form separate inflow sections (43, 43 ', 43 "). in an annulus (3) encircling the inflow control device (4), and in each inflow section (43, 43 ', 43 ") is arranged at least a water shut-off device (44) with a valve element assembly (440) which is adjustable between a first, open position (1) and a second, closed position (II), the valve member assembly (440) in the first position (1) forming a fluid flow path (448) by holding a displaceable valve member (442) at a distance from a valve seat (441) at using minimum water solubility g spacer (443).

Description

AUTONOM VANNAVSTENGNINGSANORDNING AUTONOMOUS WATER SHUT-OFF DEVICE

Oppfinnelsen vedrører en autonom innstrømningskontrollinnretning for et produksjonsrør i en hydrokarbonbrønn. The invention relates to an autonomous inflow control device for a production pipe in a hydrocarbon well.

I mange situasjoner under en hydrokarbonbrønns levetid kan det være aktuelt å stenge av innstrømningen av vann fra en struktur til et produksjonsrør. Vannet som skal hindres i å strømme inn i brønnrøret kan være injeksjonsvann som er pumpet inn i et produserende lag av den hydrokarbonholdige strukturen for å øke produksjonen, eller det kan være vann som følger etter hydrokarbonene når disse strømmer ut fra det produserende laget og inn i produksjonsrøret. I gassbrønner skaper produksjon av vann store problemer knyttet til dannelse av hydrater og reduksjon av brønnens produksjonsrate. In many situations during the lifetime of a hydrocarbon well, it may be appropriate to shut off the inflow of water from a structure to a production pipe. The water to be prevented from flowing into the well pipe may be injection water pumped into a producing layer of the hydrocarbon-bearing structure to increase production, or it may be water that follows the hydrocarbons as they flow out of the producing layer into the the production pipe. In gas wells, the production of water creates major problems related to the formation of hydrates and the reduction of the well's production rate.

For å kontrollere innstrømmingen av vann, anvendes det i dag ofte mekaniske innretninger som isolasjonsplugger, områdepakninger (straddle packers) og nedihullsinnretninger som er kontrollert fra overflaten. Slike innretninger medfører ofte kostbar drift og gir ofte ikke-optimal avstengning av delstrukturer. Det finnes også avstengningsinnretninger som er autonome, dvs. er selvregulerende ved at de baserer seg på at hydrokarboner og vann har ulik viskositet, noe som ofte ikke er tilfelle i mange reservoar. To control the inflow of water, mechanical devices such as isolation plugs, straddle packers and downhole devices that are controlled from the surface are often used today. Such devices often lead to expensive operation and often provide non-optimal closure of substructures. There are also shut-off devices that are autonomous, i.e. are self-regulating in that they are based on the fact that hydrocarbons and water have different viscosities, which is often not the case in many reservoirs.

Fra GB 2499596 A er det kjent en nedihulls strømningskontrollanordning som omfatter et lukkearrangement anordnet nær en strømningsåpning gjennom veggen i et rørlegeme som kan plasseres i et brønnhull. Strømningskontrollanordningen er tildannet av ei hylse av et materiale som sveller i kontakt med vann slik at det sveller og lukker strømningsåpningen når det begynner å strømme vann mot strømningsåpningen. Hylsa kan være anbrakt i et ringrom mellom veggen og ei omkringliggende støttehylse. From GB 2499596 A, a downhole flow control device is known which comprises a closing arrangement arranged near a flow opening through the wall of a tubular body which can be placed in a wellbore. The flow control device is formed by a sleeve of a material that swells in contact with water so that it swells and closes the flow opening when water begins to flow towards the flow opening. The sleeve can be placed in an annular space between the wall and a surrounding support sleeve.

US2015308238A1 beskriver et nedihullsverktøy med et hus forsynt med en skjerm. Et innvendig rørlegeme er anordnet radielt innenfor huset slik at det dannes et ringrom, og en første åpning er dannet radielt gjennom det innvendige røret. Ringrommet er lukket med en pakning nedstrøms åpningen. En strømningskontrollanordning er anordnet i det innvendige røret. Et nedbrytbart element er innrettet til i det minste delvis å nedbrytes ved kontakt med et fluid. Ventilen er innrettet til å omstilles fra en første stilling til en andre stilling som respons på det nedbrytbare elementets i det minste delvise nedbryting. I ventilens andre stilling er den første åpningen i det minste delvis lukket. Dette endrer gjennomstrømningsforholdet for fluid gjennom strømningskontrollanordningen. US2015308238A1 describes a downhole tool with a housing provided with a screen. An inner tube body is arranged radially within the housing so that an annular space is formed, and a first opening is formed radially through the inner tube. The annulus is closed with a gasket downstream of the opening. A flow control device is arranged in the inner tube. A degradable element is arranged to at least partially degrade upon contact with a fluid. The valve is adapted to be reset from a first position to a second position in response to the degradable element's at least partial degradation. In the second position of the valve, the first opening is at least partially closed. This changes the flow ratio of fluid through the flow control device.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk. The purpose of the invention is to remedy or to reduce at least one of the disadvantages of known technology, or at least to provide a useful alternative to known technology.

Formålet oppnås ved trekkene som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkravene. The purpose is achieved by the features indicated in the description below and in the subsequent patent claims.

Oppfinnelser bygger på den kjensgjerning at hydrokarboner og vann kan ha ulik evne til å løse opp spesifikke materialer. Inventions are based on the fact that hydrocarbons and water can have different abilities to dissolve specific materials.

Et produksjonsrør i en hydrokarbonproduserende brønn er i den delen av produksjonsrøret som strekker seg gjennom et hydrokarbonproduserende lag (reservoar), forsynt med en innstrømningskontrollinnretning. Innstrømningskontrollinnretningen omfatter flere pakninger som på fluidtettende vis kan settes mot en brønnhullsvegg og dele et ringrom mellom produksjonsrøret og brønnhullsveggen opp i adskilte innstrømningsseksjoner og hindre fluidkommunikasjon mellom de ulike seksjonene av ringrommet. Hver innstrømningsseksjon er forsynt med minst én autonom vannavstengningsanordning som tildanner et lukkbart fluidinnløp som forbinder den respektive ringromseksjonen med produksjonsrørets rørløp. A production pipe in a hydrocarbon-producing well is, in the part of the production pipe that extends through a hydrocarbon-producing layer (reservoir), equipped with an inflow control device. The inflow control device comprises several gaskets which can be placed against a wellbore wall in a fluid-tight manner and divide an annulus between the production pipe and the wellbore wall into separate inflow sections and prevent fluid communication between the various sections of the annulus. Each inflow section is provided with at least one autonomous water shut-off device which forms a closable fluid inlet connecting the respective annulus section with the production pipe conduit.

Pakningene kan for eksempel være svellbare pakninger. The gaskets can, for example, be swellable gaskets.

Den autonome vannavstengningsanordningen er konfigurert til å holde fluidinnløpet åpent så lenge det strømmer hydrokarboner inn i produksjonsrøret fra den tilknyttede ringromseksjonen, men lukker fluidinnløpet når det begynner å strømme vann inn fra ringromseksjonen. En ventilelementsammenstilling holdes i en åpen tilstand ved hjelp av et sperreelement, for eksempel ved at et forskyvbart ventilelement holdes i avstand fra et ventilsete av ett eller flere avstandselementer. The autonomous water shut-off device is configured to keep the fluid inlet open as long as hydrocarbons flow into the production tubing from the associated annulus section, but close the fluid inlet when water begins to flow in from the annulus section. A valve element assembly is held in an open state by means of a locking element, for example by a displaceable valve element being held at a distance from a valve seat by one or more spacer elements.

Nevnte avstandselement er tildannet av et faststoff som går i oppløsning ved kontakt med vann. Ventilsetet er fiksert, og det forskyvbare ventilelementet, som fortrinnsvis er anordnet oppstrøms ventilsetet, er forskyvbart i retning mot ventilsetet. Ventilelementsammenstillingen er anbrakt i et ventilhus som er anordnet på produksjonsrøret og som sammen med ventilsetet danner et innstrømningskammer. Det er anordnet én eller flere fluidpassasjer mellom innstrømningskammeret og produksjonsrørets rørløp. Said spacer element is made of a solid substance that dissolves on contact with water. The valve seat is fixed, and the displaceable valve element, which is preferably arranged upstream of the valve seat, is displaceable in the direction towards the valve seat. The valve element assembly is placed in a valve housing which is arranged on the production pipe and which, together with the valve seat, forms an inflow chamber. One or more fluid passages are arranged between the inflow chamber and the pipe run of the production pipe.

Avstandselementet kan være tildannet av et vannløselig materiale, for eksempel et salt eller ei syre i fast form. Alternativt kan avstandselementet være tildannet som en offeranode, dvs. være tildannet av et uedelt metall med en galvanisk spenning vesentlig høyere den galvaniske spenningen til en katode tildannet av et edlere metall og anordnet nær avstandselementet, idet avstandselementet tæres bort når det oppstår en elektrolytisk forbindelse mellom avstandselementet og katoden ved tilstedeværelsen av en elektrolytt i form av vann. Katoden kan være anordnet på eller utgjøres av et nærliggende element, for eksempel produksjonsrøret, ventilelementet, ventilsetet eller ventilhuset. The spacer element can be made of a water-soluble material, for example a salt or an acid in solid form. Alternatively, the spacer element can be formed as a sacrificial anode, i.e. be formed from a non-noble metal with a galvanic voltage significantly higher than the galvanic voltage of a cathode formed from a more noble metal and arranged close to the spacer element, the spacer element being corroded away when an electrolytic connection occurs between the spacer element and the cathode in the presence of an electrolyte in the form of water. The cathode can be arranged on or constituted by a nearby element, for example the production pipe, the valve element, the valve seat or the valve housing.

Vannavstengningsanordningen kan omfatte ett eller flere fjørende elementer som sikrer at det forskyvbare ventilelementet forskyves mot ventilsetet når avstandselementet løses opp ved vanngjennomstrømning i vannavstengningsanordningen. Alternativt er vannavstengningsanordningen anordnet slik at en trykkdifferanse over det forskyvbare ventilelementet eller tyngdekraften sørger for at det forskyvbare ventilelementet forskyves i retning mot ventilsetet. The water shut-off device may comprise one or more springing elements which ensure that the displaceable valve element is displaced towards the valve seat when the spacer element is dissolved by water flow in the water shut-off device. Alternatively, the water shut-off device is arranged so that a pressure difference across the displaceable valve element or the force of gravity ensures that the displaceable valve element is displaced in the direction towards the valve seat.

I en utførelse er ventilsetet og det forskyvbare ventilelementet tildannet som ringformede plateelementet som omkranser produksjonsrøret og omsluttes av ventilhuset, idet ventilsetet slutter tett mot produksjonsrøret og ventilhuset, og ventilelementet er aksielt forskyvbart på produksjonsrøret og i ventilhuset. Ventilsetet og ventilelementet er forsynt med gjennomgående utsparinger, idet utsparingene på ventilsetet har en plassering som er ikke-overlappende med utsparingene på det forskyvbare ventilelementet. Når ventilelementet forskyves til anlegg mot ventilsetet, lukkes dermed utsparingene, og ytterligere innstrømning fra den tilstøtende ringromseksjonen til produksjonsrørets rørløp hindres. In one embodiment, the valve seat and the displaceable valve element are formed as the annular plate element that encircles the production pipe and is enclosed by the valve housing, the valve seat closes tightly against the production pipe and the valve housing, and the valve element is axially displaceable on the production pipe and in the valve housing. The valve seat and the valve element are provided with through recesses, the recesses on the valve seat having a location that is non-overlapping with the recesses on the displaceable valve element. When the valve element is displaced to abut against the valve seat, the recesses are thereby closed, and further inflow from the adjacent annulus section to the production pipe's pipe run is prevented.

Nevnte avstandselement kan være tildannet av et vannløselig materiale, for eksempel et salt. Said spacer element can be made of a water-soluble material, for example a salt.

Oppfinnelsen er definert av det selvstendige patentkravet. De uselvstendige kravene definerer fordelaktige utførelser av oppfinnelsen. The invention is defined by the independent patent claim. The independent claims define advantageous embodiments of the invention.

Oppfinnelsen vedrører mer spesifikt en autonom innstrømningskontrollinnretning for et produksjonsrør i en hydrokarbonbrønn, kjennetegnet ved at innstrømningskontrollinnretningen omfatter et innstrømningsrør som er forsynt med flere pakninger som er anordnet med innbyrdes aksiell avstand langs et parti av innstrømningsrøret, hvor The invention relates more specifically to an autonomous inflow control device for a production pipe in a hydrocarbon well, characterized in that the inflow control device comprises an inflow pipe which is provided with several gaskets which are arranged at an axial distance from each other along a part of the inflow pipe, where

pakningene er fluidtettende settbare mot en brønnhullsvegg for tildanning av adskilte innstrømningsseksjoner i et ringrom som omkranser innstrømningskontrollinnretningen; og the gaskets are fluid-tightly fittable against a wellbore wall to form separate inflow sections in an annulus surrounding the inflow control device; and

det i hver innstrømningsseksjon er anordnet minst én vannavstengningsanordning med en ventilelementsammenstilling som er omstillbar mellom en første, åpen stilling og en andre, lukket stilling, idet ventilelementsammenstillingen i den første stillingen tildanner en fluidstrømningsvei ved at et forskyvbart ventilelement holdes i en avstand fra et ventilsete ved hjelp av minst ett vannløselig avstandselement, at least one water shut-off device is arranged in each inflow section with a valve element assembly which is adjustable between a first, open position and a second, closed position, the valve element assembly in the first position forming a fluid flow path by a displaceable valve element being held at a distance from a valve seat by using at least one water-soluble spacer element,

nevnte avstandselement er tildannet av et vannløselig salt, eller at said spacer element is made of a water-soluble salt, or that

nevnte avstandselement er tildannet av et uedelt metall med en første galvanisk spenning vesentlig høyere enn en andre galvaniske spenning til et edlere metall som tildanner en katode anordnet nær avstandselementet. said spacer element is made of a base metal with a first galvanic voltage significantly higher than a second galvanic voltage of a more noble metal which forms a cathode arranged near the spacer element.

Ventilelementsammenstillingens ventilsete kan være ringformet og omkranse et parti av innstrømningsrøret og være anordnet i et omkransende ventilhus, og ventilelementet kan være aksielt forskyvbart langs innstrømningsrøret. The valve seat of the valve element assembly can be annular and surround a part of the inflow pipe and be arranged in a surrounding valve housing, and the valve element can be axially displaceable along the inflow pipe.

Det forskyvbare ventilelementet kan være anordnet oppstrøms ventilsetet. The displaceable valve element can be arranged upstream of the valve seat.

Det forskyvbare ventilelementet kan være anordnet oppstrøms ventilsetet og tildanne en innsnevring i fluidstrømningsveien for å tildanne et differensialtrykk over ventilelementet stort nok til å forskyve ventilelementet mot ventilsetet ved fravær av avstandselementet. The displaceable valve element may be arranged upstream of the valve seat and form a constriction in the fluid flow path to create a differential pressure across the valve element large enough to displace the valve element against the valve seat in the absence of the spacer element.

Det forskyvbare ventilelementet kan være anordnet over ventilsetet. The displaceable valve element can be arranged above the valve seat.

Minst ett fjørende element kan ligge an mot det forskyvbare ventilelementet og være innrettet til å påføre ventilelementet en kraft stor nok til å forskyve ventilelementet mot ventilsetet ved fravær av avstandselementet. At least one driving element can rest against the displaceable valve element and be arranged to apply to the valve element a force large enough to displace the valve element towards the valve seat in the absence of the spacer element.

Ventilsetet kan være forsynt med minst én gjennomgående første utsparing, og det forskyvbare ventilelementet kan være forsynt med minst én gjennomgående andre utsparing, idet den minst ene, første utsparingen er ikke-overlappende med den minst ene, andre utsparingen. The valve seat can be provided with at least one continuous first recess, and the displaceable valve element can be provided with at least one continuous second recess, the at least one first recess being non-overlapping with the at least one second recess.

Silrør kan omkranse innstrømningsseksjonene. Strainer pipes can encircle the inflow sections.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: In what follows, an example of a preferred embodiment is described which is illustrated in the accompanying drawings, where:

Fig.1 viser i aksialsnitt ei prinsippskisse av et parti av en hydrokarbonbrønn, hvor et produksjonsrør med et silrør strekker seg gjennom produserende lag i en undergrunnsstruktur ifølge kjent teknikk; Fig.1 shows in axial section a principle sketch of a part of a hydrocarbon well, where a production pipe with a strainer pipe extends through producing layers in an underground structure according to known technique;

Fig.2 viser tilsvarende figur 1 et produksjonsrør forsynt med en innstrømningskontrollinnretning ifølge oppfinnelsen omsluttet av silrør; Fig. 2 shows, corresponding to Fig. 1, a production pipe provided with an inflow control device according to the invention enclosed by a strainer pipe;

Fig.3 viser i større målestokk ei delvis gjennomskåret perspektivskisse av en vannavstengningsanordning i innstrømningskontrollinnretningen ifølge oppfinnelsen, her vist i en åpen, første stilling; og Fig.3 shows on a larger scale a partially cut-through perspective sketch of a water shut-off device in the inflow control device according to the invention, here shown in an open, first position; and

Fig.4 viser tilsvarende figur 3 vannavstengningsanordningen i en lukket, andre stilling. Fig. 4 shows the water shut-off device corresponding to Fig. 3 in a closed, second position.

Det henvises først til figur 1 som viser et produksjonsrør 2 som på i og for seg kjent vis strekker seg nedover i en brønn 12 i produserende lag 11, 11’, 11’’ i en undergrunnsstruktur 1 som utgjør et hydrokarbonreservoar. Et silrør 22 utgjør en seksjon av produksjonsrøret 2 og strekker seg gjennom de produserende lagene 11, 11’, 11’’. Fluider strømmer fra de produserende lagene 11, 11’, 11’’ og ut i et ringrom 3 som omkranser produksjonsrøret 2 og silrøret 22 og er avgrenset av en brønnhullsvegg 121, og videre inn i et rørløp 21 i silrøret 22 og produksjonsrøret 2. Det er her ikke vist noen innretning som gir mulighet for å stanse innstrømningen fra et lag 11, 11’, 11’’ som begynner å produsere vann. Reference is first made to Figure 1, which shows a production pipe 2 which, in a manner known per se, extends downwards in a well 12 in producing layers 11, 11', 11'' in an underground structure 1 which constitutes a hydrocarbon reservoir. A sieve pipe 22 forms a section of the production pipe 2 and extends through the producing layers 11, 11', 11''. Fluids flow from the producing layers 11, 11', 11'' and out into an annulus 3 which surrounds the production pipe 2 and the screening pipe 22 and is delimited by a wellbore wall 121, and further into a pipe run 21 in the screening pipe 22 and the production pipe 2. no device is shown here which makes it possible to stop the inflow from a layer 11, 11', 11'' which begins to produce water.

Det henvises så til figur 2, hvor produksjonsrøret 2 er forsynt med en innstrømningskontrollinnretning 4 ifølge oppfinnelsen. Et innstrømningsrør 42 utgjør et parti av produksjonsrøret 2. Innstrøm ningsrøret 42 er omkranset av flere pakninger 41, 41’, 41’’, 41’’’ som er anordnet med innbyrdes avstand og er innrettet til å kunne slutte tett mot innstrømningsrøret 42 og brønnhullsveggen 121. Pakningene 41, 41’, 41’’, 41’’’ kan for eksempel være av typen svellpakning. Pakningene 41, 41’, 41’’, 41’’’ avgrenser flere ringromseksjoner 31, 31’, 31’’ og korresponderende innstrømningsseksjoner 43, 43’, 43’’ i innstrømningskontrollinnretningen 4. I hver innstrømningsseksjon 43, 43’, 43’’ er det anordnet en autonom vannavstengningsanordning 44 som på fluidkommuniserende vis forbinder den respektive ringromseksjonen 31, 31’, 31’’ med rørløpet 21 i innstrømningsrøret 42 og produksjonsrøret 2. Reference is then made to figure 2, where the production pipe 2 is provided with an inflow control device 4 according to the invention. An inflow pipe 42 forms part of the production pipe 2. The inflow pipe 42 is surrounded by several gaskets 41, 41', 41'', 41''' which are arranged at a distance from each other and are designed to be able to close tightly against the inflow pipe 42 and the wellbore wall 121. The gaskets 41, 41', 41'', 41''' can for example be of the swelling gasket type. The gaskets 41, 41', 41'', 41''' define several annulus sections 31, 31', 31'' and corresponding inflow sections 43, 43', 43'' in the inflow control device 4. In each inflow section 43, 43', 43' ', an autonomous water shut-off device 44 is arranged which, in a fluid-communicating manner, connects the respective annulus section 31, 31', 31'' with the pipe run 21 in the inflow pipe 42 and the production pipe 2.

Det henvises nå til figurene 3 og 4. Vannavstengningsanordningen 44 omfatter et ventilhus 444 som omkranser et parti av innstrømningsrøret 42 og tildanner et innstrømningskammer 445 som via flere innløpsåpninger 446 står i fluidkommunikasjon med rørløpet 21. Innstrømningskammeret 445 er avgrenset av en ventilelementsammenstilling 440 hvor et ventilsete 441 slutter tett mot innstrømningsrøret 42 og mot ventilhuset 444. Et forskyvbart ventilelement 442 er anordnet forskyvbart mellom en første stilling I hvor ventilsammenstillingen 440 tildanner en fluidstrømningsvei 448, slik det er vist i figur 3, og en andre stilling II slik det er vist i figur 4 hvor ventilsammenstillingen 440 er lukket for gjennomstrømning fra den respektive ringromseksjonen 31, 31’, 31’’ og til rørløpet 21. I den viste utførelsen er ventilsetet 441 og det forskyvbare ventilelementet 442 tildannet som ringformede plateelementer som omkranser innstrømningsrøret 42 og er forsynt med henholdsvis første og andre utsparinger 441a, 442a. Ventilsetets 441 og ventilelementets 442 utsparinger 441a, henholdsvis 442a, er anordnet slik at de ikke overlapper når ventilelementet 442 ligger an mot ventilsetet 441. Ytterligere tiltak for å gi en tilfredsstillende tetning mellom ventilsetet 441 og ventilelementet 442 er åpenbare for en fagperson og beskrives ikke nærmere her. Reference is now made to figures 3 and 4. The water shut-off device 44 comprises a valve housing 444 which encircles a part of the inflow pipe 42 and forms an inflow chamber 445 which via several inlet openings 446 is in fluid communication with the pipe run 21. The inflow chamber 445 is delimited by a valve element assembly 440 where a valve seat 441 ends tightly against the inflow pipe 42 and against the valve housing 444. A displaceable valve element 442 is arranged displaceably between a first position I where the valve assembly 440 forms a fluid flow path 448, as shown in figure 3, and a second position II as shown in figure 4 where the valve assembly 440 is closed for flow from the respective annulus section 31, 31', 31'' and to the pipe run 21. In the embodiment shown, the valve seat 441 and the displaceable valve element 442 are formed as annular plate elements which surround the inflow pipe 42 and are provided with respectively first and second utsparin gives 441a, 442a. The recesses 441a and 442a of the valve seat 441 and the valve element 442, respectively, are arranged so that they do not overlap when the valve element 442 rests against the valve seat 441. Further measures to provide a satisfactory seal between the valve seat 441 and the valve element 442 are obvious to a person skilled in the art and are not described in more detail here.

I ventilelementsammenstillingens 440 åpne stilling I er det forskyvbare ventilelementet 442 holdt i avstand fra ventilsetet 441 ved hjelp av flere avstandselementer 443 som er oppløselige i kontakt med vann, men upåvirket av hydrokarboner, for eksempel ved at de er tildannet som blokker av et vannløselig salt. In the open position I of the valve element assembly 440, the displaceable valve element 442 is kept at a distance from the valve seat 441 by means of several spacer elements 443 which are soluble in contact with water, but unaffected by hydrocarbons, for example by the fact that they are formed as blocks of a water-soluble salt.

I den viste utførelsen er det forskyvbare ventilelementet 442 anordnet oppstrøms ventilsetet 441. Når innstrømningskontrollinnretningen 4 er anordnet vertikalt, vil tyngdekraften kunne virke til at ventilelementet 442 forskyves til anlegg mot ventilsetet 441 når avstandselementene 443 er oppløst. Ventilelementets 442 utsparinger 442a er vist med mindre tverrsnitt enn ventilsetets 441 utsparinger 441a for å gi et differansetrykk over ventilelementet 442 stort nok til å forskyve ventilelementet 442 mot ventilsetet 441 når avstandselementene 443 er oppløst. Endelig ligger flere fjørende elementer 447 i form av eksempelvis spiralfjører an mellom et endeparti av ventilhuset 444 og ventilelementet 442 og påfører ventilelementet 442 en kraft stor nok til å forskyve ventilelementet 442 mot ventilsetet 441 når avstandselementene 443 er oppløst. Ved å kombinere disse vil det være større sikkerhet for at ventilelementsammenstillingen 440 lukker fluidstrømningsveien 448 når avstandselementet 443 har blitt oppløst av innstrømmende vann fra det respektive produserende laget 11, 11’, 11’’. In the embodiment shown, the displaceable valve element 442 is arranged upstream of the valve seat 441. When the inflow control device 4 is arranged vertically, the force of gravity will be able to cause the valve element 442 to be displaced into contact with the valve seat 441 when the spacer elements 443 are dissolved. The valve element 442 recesses 442a are shown with a smaller cross-section than the valve seat 441 recesses 441a in order to provide a differential pressure across the valve element 442 large enough to displace the valve element 442 towards the valve seat 441 when the spacer elements 443 are dissolved. Finally, several driving elements 447 in the form of, for example, spiral springs lie between an end part of the valve housing 444 and the valve element 442 and apply to the valve element 442 a force large enough to displace the valve element 442 towards the valve seat 441 when the spacer elements 443 are dissolved. By combining these, there will be greater certainty that the valve element assembly 440 closes the fluid flow path 448 when the spacer element 443 has been dissolved by inflowing water from the respective producing layer 11, 11', 11''.

På figur 2 omkranser silrør 22 innstrømningskontrollinnretningen 4 for på i og for seg kjent vis å holde tilbake fastpartikler som følger strømmen av fluider fra de produserende lagene 11, 11’, 11’’ og inn i de respektive ringromseksjonene 31, 31’, 31’’. Silrør 22 er ikke påkrevd for at innstrømningskontrollinnretningen 4 ifølge oppfinnelsen skal fungere. In Figure 2, strainer pipe 22 encircles the inflow control device 4 in order to retain, in a manner known per se, solid particles that follow the flow of fluids from the producing layers 11, 11', 11'' and into the respective annulus sections 31, 31', 31' '. Strainer pipe 22 is not required for the inflow control device 4 according to the invention to function.

I en ikke vist utførelse er avstandselementene 443 tildannet som en offeranode, dvs. tildannet av et metall med en høy galvanisk spenning, for eksempel magnesium eller sink, og anordnet nær en katode tildannet av et edlere metall, for eksempel messing. Katoden kan være tildannet som et separat element, eller den kan utgjøres av for eksempel innstrømningsrøret 42, ventilelementet 442, ventilsetet 441 eller ventilhuset 444. Så lenge det bare strømmer hydrokarboner gjennom vannavstengningsanordningen 44, vil avstandselementene 443 forbli intakt, mens innstrømmende vann vil starte den galvaniske nedbrytingen av avstandselementet 443, slik at ventilelementsammenstillingen 440 etter hvert lukker. In an embodiment not shown, the spacer elements 443 are formed as a sacrificial anode, i.e. formed of a metal with a high galvanic voltage, for example magnesium or zinc, and arranged near a cathode formed of a nobler metal, for example brass. The cathode can be formed as a separate element, or it can be constituted by, for example, the inflow pipe 42, the valve element 442, the valve seat 441 or the valve body 444. As long as only hydrocarbons flow through the water shut-off device 44, the spacers 443 will remain intact, while inflowing water will start it the galvanic breakdown of the spacer element 443, so that the valve element assembly 440 eventually closes.

Det bør bemerkes at alle de ovennevnte utførelsesformer illustrerer oppfinnelsen, men begrenser den ikke, og fagpersoner på området vil kunne utforme mange alternative utførelsesformer uten å avvike fra omfanget av de vedlagte kravene. I kravene skal referansenumre i parentes ikke sees som begrensende. It should be noted that all of the above embodiments illustrate the invention, but do not limit it, and those skilled in the art will be able to devise many alternative embodiments without departing from the scope of the appended claims. In the requirements, reference numbers in parentheses should not be seen as limiting.

Claims

Pa ten tkra v

1. Autonomous inflow control device (4) for a production pipe (2) in a hydrocarbon well (12), where the inflow control device (4) comprises

an inflow pipe (42) which is provided with several gaskets (41, 41', 41'', 41''') which are arranged with mutual axial distance along a part of the inflow pipe (42), where

the gaskets (41, 41', 41'', 41''') are fluid-sealable against a wellbore wall (121) to form separate inflow sections (43, 43', 43'') in an annulus (3) surrounding the inflow control device ( 4); and

in each inflow section (43, 43', 43'') there is arranged at least one water shut-off device (44) with a valve element assembly (440) which can be adjusted between a first, open position (I) and a second, closed position (II), in that the valve element assembly (440) in the first position (I) forms a fluid flow path (448) in that a displaceable valve element (442) is held at a distance from a valve seat (441) by means of at least one water-soluble distance element (443), characterized by

said spacer element (443) is made of a water-soluble salt, or that said spacer element (443) is made of a non-noble metal with a first galvanic voltage substantially higher than a second galvanic voltage of a more noble metal which forms a cathode arranged near the spacer element (443 ).

2. Autonomous inflow control device (4) according to claim 1, wherein the valve seat (441) of the valve element assembly (440) is annular and encircles a portion of the inflow pipe (42) and is arranged in an encircling valve housing (444), and the valve element (442) is axially displaceable along the inflow pipe (42).

3. Autonomous inflow control device (4) according to claim 2, where the displaceable valve element (442) is arranged upstream of the valve seat (441).

4. Autonomous inflow control device (4) according to claim 2, wherein the displaceable valve element (442) is arranged upstream of the valve seat (441) and creates a constriction in the fluid flow path (448) to create a differential pressure across the valve element (442) large enough to displace the valve element (442) towards the valve seat (441) in the absence of the spacer element (443).

5. Autonomous inflow control device (4) according to claim 2, where the displaceable valve element (442) is arranged above the valve seat (441).

6. Autonomous inflow control device (4) according to claim 2, where at least one driving element (447) rests against the displaceable valve element (442) and is arranged to apply to the valve element (442) a force large enough to displace the valve element ( 442) against the valve seat (441) in the absence of the spacer element (443).

7. Autonomous inflow control device (4) according to claim 2, where the valve seat (441) is provided with at least one continuous first recess (441a), and the displaceable valve element (442) is provided with at least one continuous second recess (442a), and the at least one first recess (441a) is non-overlapping with the at least one second recess (442a).

8. Autonomous inflow control device (4) according to claim 1, where strainer tubes (22) surround the inflow sections (43, 43', 43'').