NO800676L - Proeveapparat for oljebroenner. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører undersøkelse av bunnformasjo-ner i en oljebrønnboring og er særlig nyttig for å undersøke når en borstammeprøve skal foretas og det er ønskelig å kunne kjøre verktøy gjennom borstammen og prøveapparatet for å nå områder i borstrengen som befinner, seg nedenfor prøveapparatet.

Etter at en oljebrønn er blitt lukket og sementert, blir det vanligvis ønskelig å undersøke formasjonene som brønnen er ført gjennom for å fastslå den antatte produksjonsevne og drivverdighe-ten i sin alminnelighet. Når dette gjøres, benyttes en prøvestreng som inneholder forskjellige typer verktøy til bestemmelse av brøn-nens kapasitet eller produktivitet.

Slike verktøy kan omfatte en trykkopptager, et prøvekam-mer, et prøveapparat for innestengt trykk, en hydraulisk potte, en eller flere pakkeinnretninger, en sirkulasjonsventil og eventuelt forskjellige andre verktøy.

Testingoperasjoner krever at et parti av brønnboringen må utsettes for atmosfærisk eller redusert trykk. Dette skjer ved at prøvestrengen senkes ned i hullet på borerøret med prøveventilen og prøvekammeret lukket for å hindre at brønnfluidum kommer inn i bore-røret. Når strengen er på plass i formasjonen, utvides pakningsinnretningen nedenfor prøveapparatet, slik at den tetter mot brønnbo-ringsveggen eller mot foringen for å isolere den formasjon som skal testes. Over formasjonen opprettholdes det hydrostatiske fluidum-trykk i brønnboringen ved hjelp av pakningsinnretningen. Brønnflui-det i det isolerte formasjonsområde gis anledning til å strømme inn i borstrengen ved at prøveventilen åpnes. Fluidet gis anledning til å fortsette å strømme fra formasjonen for måling av formasjonens produksjonskapasitet. Deretter kan formasjonen avstenges for måling av trykkoppbygningshastigheten. Etter at man har fått kurver for strømningsmålinger og trykkstigningen, kan prøvene innelukkes og prøvestrengen eller testestrengen fjernes fra brønnen.

Vanskeligheten med de tidligere kjente prøveanordninger er at de ikke kan åpnes og lukkes et ubestemt antall ganger og ellers at de ikke.kan tilveiebringe en helt åpen gjennomgående boring for full strømtesting og for føring av verktøyene gjennom prøveappa-ratet til borstrengens nedre del. I noen operasjonsområder, såsom i Nordsjøen, er omkostningene med fullføring av en brønn og produk-sjonstesting meget høye og det er derfor meget ønskelig å skaffe maksimal mengde av brønndata fra en enkelt borstammeprøve.

Viktig informasjon

Av arkivmessige grunner har Patentstyret for denne allment tilgjengelige patentsøknad kun tilgjengelig dokumenter som inneholder håndskrevne anmerkninger, kommentarer eller overstrykninger, eller som kan være stemplet "Utgår" eller lignende. Vi har derfor måtte benytte disse dokumentene til skanning for å lage en elektronisk utgave.

Håndskrevne anmerkninger eller kommentarer har vært en del av saksbehandlingen, og skal ikke benyttes til å tolke innholdet i dokumentet.

Overstrykninger og stemplinger med "Utgår" e.l. indikerer at det under saksbehandlingen er kommet inn nyere dokumenter til erstatning for det tidligere dokumentet. Slik overstrykning eller stempling må ikke forstås slik at den aktuelle delen av dokumentet ikke gjelder.

Vennligst se bort fra håndskrevne anmerkninger, kommentarer eller overstrykninger, samt eventuelle stemplinger med "Utgår" e.l. som har samme betydning.

I de kjente prøveapparater benyttes strømningspassasjer gjennom veggene, gjennom ringformede rom eller gjennom begrensede aksiale boringer. Mange av dem kan bare åpnes og lukkes en eneste gang. De må derfor "ta en tripp opp", dvs. at de må føres opp til overflaten og tilbake inn i hullet sammen med borstrengen når det er ønskelig med flere data angående strømning og det indre trykk eller når det er ønskelig å arbeide med et verktøy i hullet nedenfor prøveapparatet.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe et prøveap-parat som tillater gjentatt opptagning av data om strømning og trykk uten at det er nødvendig å fjerne prøvestrengen fra brønnen, og hvor apparatet gjør det mulig at verktøy kan føres ned gjennom borstrengen til steder beliggende nedenfor prøveapparatet.

Dette oppnås i samsvar med oppfinnelsen ved å benytte et verktøy av kuleventiltypen med full åpning og som påvirkes ved vertikal frem og tilbake gående bevegelse gjennom ea J-slisseanordning.

Andre fordelaktige trekk ved apparatet omfatter et hydraulisk målesystem (matningssystem) til regulering av prøveventilens åpningstid og en anordning for forbiføring av fluidet som er innestengt ved hydrostatisk trykk nedenfor prøveventilen.'Prøveappara-tet omfatter også et trykkutbalansert system for utligning eller utbalansering av den tørre borstrengs naturlige' oppdrift i boreflui-det og et støtdempersystem som hindrer en plutselig overføring av krefter til ventilmekanismen og dermed beskytter denne mot beskadigelse og for tidlig utslitning.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av eksempler

under henvisning til tegningene, hvor:

Fig. la-lg viser, når de settes sammen langs de felles ■ bindelinjer a-a til g-g, et riss med høyre side vist som vertikalsnitt av en foretrukket utførelse av oppfinnelsen. Fig. 2 er et aksialt ende.riss og illustrerer selve anordningen av tappåvirkningsinnretningen rundt kuleventilen.

Fig. 3 og 4 viser sideriss av to tappdrivehylser.

Fig. 3a og 4a viser snitt gjennom partier av tapphylsene

på fig. 3 og 4 tatt langs linjene a-a.

Fig. 5 viser et grunnriss av kuleventilen ifølge fig. 1 sett langs ventilens lengdeakse, og fig. 5a viser et tverrsnitt av

• ventilen ifølge fig. 5.

Fig. 6 viser et vertikalsnitt gjennom en spennehylse eller klemhylse, og fig. 6a er et enderiss til fig. 6. Fig. la-lg viser et snitt gjennom hele prøveverktøyet 1. Verktøyet har en øvre kobP&g/muffe 2 med indre gjenger 21 for forbindelse med en borstreng og nedre indre gjenger 22 på muffens skjørt 23. y.Qbl.i ngsftfluf f en 2 er skrudd sammen med en øvre ytre sylindrisk mantel 3 med ytre gjenger 31 ved sin øvre ende 30 for inn--grep med koblLftgVmuffens 2 gjenger 22.

I koblv±^%-^muf f en 2 og den øvre mantel 3 er det anordnet konsentrisk et rørformet sylindrisk innstillingsrør 4 med en med flens forsynt øvre sylindrisk hylse 41 og et nedre rørformet parti

e+

42 med vertikale spor. og som »*• ved gjenger 43A,skrudd sammen med hylsen 41. Partiet 42 har langsgående vertikale noter 44 utfreset i ytterflaten for glidbart inngrep med y-tr-a Tjær-' eller kiler 42 på den øvre mantel 3. Den nedre hylse 42 har også en ytre ringskulder eller flens •45 som ligger an mot dfen indre ringskulder 33 og fjærede 32 å* mantelen 3. Den øvre hylse 41 har enytaHT f lens 4 7 som ligger an mot de øvre ender av fjær'eh15^32 og mantelen 3. Fjærene 32 og notene 44 hindrer sammen den nedre hylse 42 i a k©£o*oT i mantelen 3. En drei-ende bevegelse nedover av den øvre hylse 41 bevirker en langsgående bevegelse av den nedre hylse 42 til skuiderne 45»47 er kommet til anlegg ro»é mantelen 3, som vist. Skulderen 45 har et eller flere forbiføringsporter 20 eom oe., ført gjennom skulderens vegg.

En setering 4 6 med en sirkulær tetning 48 fahraqb- på rinr er anordnet konsentrisk innenfor nevnte med flens forsynte område 45 og har en konkav seteflate 49 i anlegg mei en kule-s^cnti^ 5/ $* mt>«*fl f.

■ n

Kulevcnfci-lon 5 ex vist på fig. la o-^-fig-; 2, 5 og 5a og er fortrinnsvis fremstilt av hardt korrosjons^lstandlg materiale, såsom rustfritt stål og har en forholdsvis stor sylindrisk boring 50 ftom. ct-<g>okko<g->co^ aksialt gjennom ventilen. Ventil^e^&n^.eK- ufar-formet med et antall påvirknings^pn-ingaa: eller drivåpninger 51 for innføring av drivtapper 61 anordnet på en drivh-yPse eller tapphylse

Kon

6, slik at dreiebevegelse^ overføres til kuleventilmekanismen. En annen tapphylse 6a, som er vist på fig. 3 og 4, er anordnet rundt mantelens 3 boring omtrent 120° fra tapphylsen 6 og ellers verti-kalt på linje med denne.

En nedre setering 52 er i anlegg med kule^entilon 5 dia-metralt motsatt seteringen 4 6 og har en konkav ringflate 53 for fullstendig anlegg med kuleventilen 5. Seteflåtenes 4-9 og 53 kurva-, ' . , Slt-jOmn\*a 2 skatt rtur er i det vesentlige identisk med kuleVcntri-lgn&^-S^for fcilvé'io-Jsr-ingclGo av fullstendig trykktetning. Seteringen 52 har også en ringformet tetning 54 for tett anlegg mcÆ veggen feSrt- en ringformet forsenkning 70 i j?(en nedre ventilmuffe 7„- Mu£f°on"7 er «*» rørformet sylindrisk hylijc anordnet konsentrisk ifr&d og i mantelen 3 og tapphylsene 6 og 6a.©^rnar aen indre ringformea» forsenkning 70-^Tsitt

sem »y vf- fotmet * >eé yfte øvre endeomrade 71^/ Ocnne øyro- ondo 71 ho-r en nppr<p>frt^-a<p>nfte rmg-cstfofnjøi med• formet skulder12/ hvori—det linnea en ringformet sporkanal 73. "<■» ■yils var endefer det nedre parti av den .nedre hylse»?42 utformet med

en ringformet sporkanal 40.

Spet - . dplt- f i ffii? ' v~kanalene 40 og 73 inneholder forbindelses-tykke r 8,8a\~ Som-viet på fig i—7-b-og 8b har, ftils sg f o:cbindeI stykkor indre. -S rn* ringformede flenser 80,81 anordnet ved deres ender og som rager radialt innover og flensene er innrettet til å passe i kanalene 40 og 73, slik at g^annom forbindelses34;ykkane 8,8a, kanalen*40 og - é& n n& dza kanal 73N er -ée-fc. tilveiebragt en i det vesentlige stiv forbindelse mellom ventilinuf f en 7 og hylsen 42, hvilken forbindelse også understøtter og delvis omslutter kule^fvt-iien 5 og seteringene 46 og 52. Fluidumforbindelse er. tilveiebragt langs f orbindelsesS-byk*-kpt 8a ved-hjalp av et eller flere vertikale spor 82 utformet i forbindelsesstykkets yttervegg.

En skrueformet fjær 9 er anbragt i muffen 7 konsentrisk mså'denne og w i anlegg mo<£ seteringen 52 og å&$~ ±kdx& ringskulder 74 a-v muffon -? og tilveiebringer en konstant kraft som søker å tvinge seteringen 52 til stadig anlegg med kule^cn-bilen 5.

Forbindelses^tykkene 8 og 8a er deler av sylindrisk for- mede hylser og omfatter omtrent 30° hhv. 110° av en bue. Fig. 2 viser i snitt anordningen av forbindelsesstykkene 8,8a og drivhylsene 6 og 6a beliggende mellom dem. Det skal nevnes at forbindelses-s.fryV,£o.t 8 må dreies ut av stillingen ifølge fig. 1 for å vise de£ i tverrsnitt og illustrere forbindelsen med hylsen 41 og muffen 7.

Normalt vil forbindelsesstffifoet 8 ikke kunne sees i et tverrsnitt som også viser tapphylsen 6.

En drivhylseanordning 10 er anbragt konsentrisk i mantelen 3 og anordnet glidbar over muffen 7. Hylseanordningen 10 omfatter en øvre rørformet hylse 11, en nedre mutter 12, en anleggsring 13 og en eller flere léddtapper 14 som er ført gjennom hylsen 11 og skrudd i ringen 13. Hylsen 11 har et eller flere hull 25 som er vesentlig større enn tappenel4, slik at tappene kan føres gjennom hullene.

Den øvre hylse 11 har en første ringskulder 15 anordnet ved toppkanten og en annen ringskulder 16 anordnet i en liten avstand under skulderen 15 for dannelse av en kanal 17, hvori det er innført en indre ringformet skulder 18 beliggende på det nedre endeparti av tapphylsene 6 og 6a. Denne anordning forbinder effektivt drivhylsene eller tapphylsene 6,6a med drivhylseanordningeh 10.

Det skal nevnes at skulderen 16 har ytre fjærer eller rib-ber 19 på sin ytre omkretsflate for glidbart anlegg med mantelens 3 innervegg, men som allikevel tillater at fluider kan passere forbi skulderen 16. Fluidumforbindelse mellom hylsen 11 og muffen 7 er brutt ved sirkulære tetninger 202 anordnet mellom hylsen og muffen.

En skruefjær 24 med flatt tverrsnitt omgir hylsens 11 øvre parti og ligger an med sin øvre ende mot skulderen 16 og med sin nedre ende mot ringen 13. En ettergivende dempningsring 26 er .anordnet ved den nedre ende av mutteren 12 for dempning av slagstøt fra mutteren 12 etter dennes bevegelse nedover.

En annen manteldel 27 er sammenskrudd med den øvre mantel 3. Mantelen 27 er en sylindrisk rørdel i hvis vegg det finnes en

eller flere porter 28 for utjevning av hydrostatisk trykk. Mantelens 27 øvre ende er ført konsentrisk inn i mantelen 3 og inneholder den indre mantelforlengelse 29 som er skrudd fast til samme.

Forlengelsesstykket 29 er en sylindrisk rørhylse med en øvre flate i anlegg med dempningsringen 26 og med en eller flere gjennomgående porter 34 i hylseyeggen, og portene er forbundet med hverandre ved hjelp av et ringformet spor 35 i forlengelsesstykkets .

29 innervegg og en ringformet forsenkning 36. I forsenkningen 36

er det anbragt en sirkulær tetningsring 37. Forlengelsesstykkets 29 skjørt 38 strekker seg nedover langs mantelens 27 øvre .endeparti 39 og er sammenskrudd med dette. En tetningsring 55 er anordnet

mellom forlengelsesstykket 29 og mantelenden 39 for å hindre fluidum-lekkasje.

En kjernerøranordning 56 er anordnet konsentrisk og glidbar i mantelen 27, forlengelsesstykket 29 og drivhylseanordningen 10. Kjernerøranordningen 56 omfatter et øvre rørformet hode 57 med en eller flere gjennomgående trykkutjevningsporter 58 og med ringformede tetninger 59 anbragt på hodet. Videre omfatter anordningen et kjernerør 60 med vertikale sporkanaler 62 for innføring av leddtappene 14, en eller flere gjennomgående porter 63 i kjernerørets vegg og et nedre skjørt 64 ved anordningens nedre ende. Videre omfatter- anordningen en snappkoblingshylse 65 med en eller flere gjennomgående porter 66 og et.antall langsgående fjærfingre 67 som rager nedover fra hylsens nedre omkretskant. Skjørtet 64 har forhøy-ede ringskuldre 68 og 69 og ringtetninger 75 anbragt på skulderen 69. Fjærfingrene 67 har nedre endepartier 76 med forsterket tykkel-se og danner indre og ytre ringvulster på samme.

En stoppemuffe eller begrensningsmuffe 77 er i det vesentlige sylindrisk formet og har et øvre rørformet parti 77a og et nedre parti 77b med nedsatt ytre diameter og har en indre ringformet forsenkning 77c ved sin nedre ende for innføring av fingerendene 76. Muffens 77 øvre ende ligger an mot en indre brystning 78 i mantelen 27 og forhindrer derved koblingshylsens 65 bevegelse oppover i mantelen 27, inntil fingrene 67 befinner seg i en stilling hvori de kan bøyes innover for frigjøring fra stoppermuffen 77. Hylsen 65 har

'porter 66 som hindrer hydraulisk fastlåsing under kompresjon eller vakuum etter hylsens 65 langsgående bevegelse i forhold til mantelen 27 og muffen 77. Et ringformet rom 79 er i periferisk forbindelse med portene 66 for å bidra til trykkavlastning.

Nedenfor yttermantelen 27 er det anordnet en ytterligere nedre ytre mantel 83 som er skrudd fast til mantelen 27. Mantelen 83 har et øvre indre skjørt 84 som er skrudd sammen med mantelens

27 nedre endeparti og har en sylindrisk forlengelse eller kam 85

utført i ett med eller festet til skjørtet 84. Kammen 85 er anbragt konsentrisk mellom muffen 77 og mantelen 27 og er i anlegg med muf-

fens 77 tykkeste parti 77a. Kammen 85 og brystningen 78 forhindrer sammen vesentlig bevegelse av muffen 77 i mantelen.

Mantelen 83 omfatter et parti 86 med nedsatt indre diameter 9pm. inneholder et antall tetningsinnretninger 87. Under tot-ningsinnretningene 87 finnes en luftavlastningsport 88, hvori det er skrudd inn en propp 89 med en sekskantforsenkning 90 for anbringelse av en sekskantnøkkel (ikke vist).

En tredje nedre manteldel 91 er fastskrudd sammen med mantelen 83. Mantelen 91 har et indre øvre parti 92 med et antall radialt innad rettede fjærer 93. En port 94 for fylling av fluidum er utformet i partiets 92 vegg og inneholder en gjengepropp 95 med sekskanthull 96 for en sekskantnøkkel (ikke vist). Gjengeproppene 89.og 95 er forsynt med o-ringtetninger 97 og 98 som sikrer tetthe-ten .

Mantelens 91 vegg har en eller flere porter 141, slik at fluidumtrykket kan forplante seg fra det ringformede område til innersiden av mantelen 91.

En sylindrisk koblingsmuffe 100 er ved skrueforbindelse forbundet med den nedre ende av mantelen 91 og tjener som feste for en mantelhylse 101 på mantelen 91. Mantelhylsens 101 innervegg er forsynt med et flerdobbelt sporsystem 102 bestående av et antall J-spor utfreset på innersiden. Systemet er nedenfor kalt J-sporkanal 102. A^poKkarrerfr<g>n ér l"UCf DTdet tils Lan d-^wbs-L på fly. Mønsteret er fortrinnsvis dannet tre ganger i J-hylsens 101 vegg, slik at hver fullstendige J-sporsyklus dekker 120 buegrader av J-hylsens 101 indre sylindriske flate.

Konsentrisk og glidbart i mantelanordningen 200 som omfatter mantlene 83 og 91, koblingsmuffen 100 og J-hylsen 101 er det anordnet en J-spor-kjernerøranordning 112 som omfatter et kjer-nerør 103 innrettet til hurtigkobling og som har et øvre forholdsvis tynt skjørtparti 104, kanaler 105 for koblingens snappfingre og et tykkere hovedparti 106 med en eller flere gjennomgående porter 107 i partiets vegg. Videre omfatter kjernerøranordningen et øvre hydraulisk kjernerør 108, et nedre hydraulisk rør 109 og et indre J-spor-kjernerør 110. Kjernerørene 103,108,109 og 110 er skrudd i hverandre og er aksialt på linje med hverandre og danner sammen stort sett sylindriske legemer med en gjennomgående boring 111 som strekker seg fra den øvre koblingsmuffe 2 gjennom hylsene 41 og 42, muffen 7, drivhylseanordningen 10, den indre kjernerøran- ' ordning 56 og J-spor-kjernerøranordningen 112. Det øvre hydrauliske kjernerør 108 som er festet til og anbragt direkte under snapp-koblingskjernerøret 103, omfatter et avlangt rørformet parti med et dobbeltgjenget nedre skjørtparti 113. Det sistnevnte p.arti har øvre gjenger 114 for anbringelse av et ventilsystem 122 for hydraulisk motstand og omfattende en sylindrisk,utvidbar sylinder 115,

en hylse 116 med tilspisset ende og en innstillbar begrensningsmutter 117 med en hylseformet dekkrave eller anleggskrave 118 utformet i ett.med mutteren. Kraven 118 er anordnet til å føres oppover over hylsen 116, slik at det finnes et ringformet mellomrom 119 mellom kraven og hylsen. Kraven 118 har en eller flere strømningsporter 120 for fluidumforbindelse mellom det ringformede rom 119 og det ringformede rom 121 mellom mantelen 83 og kjernerørene 108 og 109. F-ig^— 12 jf ia cv x sløuro målcotokk \/entilanordningen 122 for hydraulisk motstand/—iølg<g/>f igureif lia 3/ sylinder- 115véT'f ortykketf nedre parti 123 med en konisk tilspisset indre skulder med en kile-flate 124 som er konisk tilspisset og som divergerer i retning nedover. Tilspisningen på flaten 1-24 passer i det vesentlige til tilspisningen på flaten 125 på hylsen 116, slik at flaten 124 kan for-løpe parallelt med flaten 125, hvorved det er dannet en matningskanal 159 mellom flatene 124 og 125.

Mutterens 117 krave 118 er innrettet til å ligge an mot bunnen av sylinderen. 115 og bestemme utstrekningen av mellomrommet mellom flatene 124 og 125. Mellomrommet er innstillbart ved drei-ning av mutteren 117 oppover eller nedover etter gjengene 114. En ringformet skulder 126 er utformet i ett med og på kjernerørpartiet 108 og danner en stopper for skruing av hylsen 116 oppover på kjer-nerøret. Hylsen 116 vil fortrinnsvis alltid være i tett anlegg med skulderen 126. På skulderens 126 ytre omkretsflate finnes fjær 127 .som sikrer passasje for fluidum samtidig som de tilveiebringer en indre understøttelse for sylinderen 115 og en stopper i retning oppover for sylinderen 115 som således hindres i å bevege seg oppover ut av stilling i forhold til hylsen 116. Denne stopper for bevegelsen oppover tilveiebringes ved anlegg mellom partiets 123 skulder-flate 128 og fjærene 127.

Ved riktig innstilling oppover eller nedover av mutteren 117 på gjengene 114 kan den ringformede måleåpnlng eller matnings-åpning 159 dannes ved å skille flaten 124 fra flaten 125 og mot-standsverdien fra denne åpning kan innstilles etter ønske ved å skru mutteren 117 opp eller ned. Når mutteren 117 først er inn-stilt som forutsatt, kan en eller flere låseskruer 129 som er ført gjennom mutterens 117 nedre skjørtparti 130, strammes til mot kjer-nerøret .108 for å hindre enhver uønsket bevegelse av mutt.er.en. Tetninger 131 på kjernerøret 108 i hylsen 116 forhindrer fluidumlekka-sje mellom kjernerøret 108 og hylsen 116.

Ventilanordningens virkemåte skal forklares nedenfor i

forbindelse med virkemåten av hele verktøyet.

Som nevnt har kjernerøret 108 et med dobbelte gjenger utstyrt skjørtparti 113 med et gjenget område 114 og også et nedre med gjenger utstyrt parti 132, hvorpå det nedre kjernerør 109 er påskrudd. En settskrue 133 som er ført gjennom en øvre kraveformet forlengelse 134 er skrudd inn til ét anlegg med kjernerørskjørtet 113 slik.at kjernerøret 109 er fast forankret i kjernerøret 108.

Kjernerøret 109 har et ytre område 135 med fjærer med mellomrom for innføring av fjærene 93 fra mantelen 91 som i tett anlegg med hverandre forhindrer at kjernerøranordningen kan dreies i mantelanordningen. Dessuten er mantelen 91 og kjernerøret 109 nedenfor fjærene 93 og 135 anordnet til å danne et hydraulisk fluidum-kammer 136 hvori det er anordnet et flytende ringstempel 137 med tetninger 138,139 som tetter henholdsvis mot mantelen 91 og kjerne-røret 109.

Stemplet 137 skiller kammeret 136 fra kammeret 140. Kammeret 136 er fortrinnsvis fylt med et inert hydraulisk fluidum,såsom olje, mens kammeret 140 kan inneholde brønnfluider som kommer inn i kammeret gjennom en eller flere porter 141 gjennom mantelens 91 vegg, idet portene forbinder kammeret med verktøyets ytterside. Trykket gjennom portene 141 suppleres ytterligere gjennom portene

■ 142 og 143, som er ført gjennom veggen av J-sporhylsen 101 og som forplantes oppover gjennom det ringformede mellomrom 144 mellom kob-lingsmuf fen 100 og kjernerøret 109.

Til kjernerørets 109 bunnparti er fastskrudd et J-spor-kjernerør 110 med et forsenket skulderparti 145 som bærer en

roterende knastring 14 6 og denne sistnevnte omfatter en ring 147 som bærer en fremspringende knast 148. Da J-sporhylsen kan ha flere J-spormønstre, er det mulig å ha en.fremspringende knast på ringen 147 for hver rekke med de gjentatte sykluser i J-spormønsteret. I dette tilfelle opptar f.eks. J-spormønsteret 120° av J-sporhylsens

101 omkrets, så det vil derfor finnes tre identiske J-sporsykluser utfreset eller på annen måte utformet i hylsen og det vil derfor væ-re mulig å anordne en, to eller tre fremspring på ringen 147 i 120° avstand fra hverandre for inngrep med J-spormønstr.ene. ft-ntall møn-stre og knaster er bare begrenset ved J-sporenes størrelse og det rom som kreves for utforming av tilstrekkelig spormønster for å sikre den nødvendige mekaniske virkning..

Knastringen 146 holdes på den forsenkede skulder 145 ved hjelp av en g j.engemutter 149 som er skrudd på gjenger 150 anbragt på J-spor-kjenrerøret 110 og som ved anlegg forhindrer enhver vesentlig bevegelse nedover av knastringen 146 bort fra skulderen 145. Mutteren 149 er anordnet til å ligge an mot skulderen 145 når den

er trukket til, slik at bevegelsen oppover av mutteren på kjernerø-ret er begrenset og slik at det holdes riktig avstand mellom knastringen 146 og kjernerøret 110 og mutteren 149 med den følge at ringen 14 6 er fri og kan dreies, men har bare ubetydelig mulighet for vertikal bevegelse på kjernerøret 110.

Ved kjernerørets 110 nedre ende finnes en koblingstapp

151 som er skrudd fast til kjernerøret 110 ved hjelp av gjenger 152 og som har et nedre gjengeparti 153 for tilkobling til en prø-vestreng av standard utførelse. Koblingsstykket 151 har dessuten en- ytre ringskulder 154 som en trykkfjær 155 ligger an mot og hvor den skrueformede fjær 155 omgir koblingsstykkets 151 øvre skjørt 156, kjernerørets 110 nedre ende og et parti av mutteren 14 9 som strekker seg under hylsens 101 nedre ende 157. Fjæren 155 ligger an mot den nedre ende 157 og tilveiebringer en kraft som søker å bevege den indre kjernerøranordning 112 nedover, dvs. ut av mantelanordningen 200.

Virkemåte for den foretrukne utførelse-

Ved en typisk brønntesteoperasjon anbringes prøveappara-tet 1 i prøvestrengen (ikke vist) som inneholder en eller flere pakkeinnretninger (heller ikke vist) med i det minste en pakkeinn-retning anbragt i strengen nedenfor prøveapparatet 1. Prøveappara-tet 1 anbringes i strengen i lukket stilling, som vist på fig. 1.

Når prøvestrengen føres inn i hullet, forplantes hydrostatisk trykk, gjennom portene 28 og virker mot differansetrykkområdene 68 og 69 som, skiller det hydrostatiske trykk fra stort sett atmosfærisk trykk som gjennom boringen 111 og portene 66 innvirker på skjørtets 64 bakside. Virkningen av det hydrostatiske trykk som virker nedover mot områdene 68 og 69 nedsetter verktøyets oppdrift når dette føres inn i fluidet i brønnboringen. Ringflåtearealet av de

■ •"ringformede flater 68 og 69 er fortrinnsvis lik eller større enn tverrsnittsarealet av boringen 111, hvilket areal fremskaffer pro-blemer med oppdriften av apparatet når dette innføres i en brønnbo-ring som inneholder fluidum.

I tillegg til den trykkutjevnende virkning som nettopp er beskrevet, tilveiebringer skruefjæren 155 ytterligere motstand mot oppdriftskreftene som søker å tvinge kjernerøranordningen 112 inn i mantelanordningen 200.

Samtidig som verktøystrengen føres inn i brønnboringen, overfører fluidumringen det økende hydrostatiske trykk gjennom portene 141 til stemplet 137 som igjen overfører dette hydrostatiske trykk til motstandsfluidet i kammeret 136 og den omgivende ventil-anordning 122. Motstandsfluidet anbringes i dette område før verk-tøyet anordnes i prøvestrengen, idet fluidet føres gjennom fyllepor-ten 88 , mens den innestengte luft fjernes gjennom porten 94.

Når borstrengen når den dybde som plasserer prøveverktøyet på det bestemte sted, strammes pakkeinnretningen eller pakkeinnret-ningene til nedenfor prøveapparatet 1, slik at strengen forankres i hullet.. Dette kan gjøres ved hjelp av konvensjonelle pakkeinnretninger som kan være drevet ved tilførsel av trykk til de ringformede fluidumlegemer, gjennom fysisk manipulasjon av strengen eller ved dropping av påvirkningsstenger eller kuler gjennom borstrengen for innsetting i pakkeinnretningen og for derved å tvinge denne til å utvides til å ligge an mot brønnforingen.

Når pakkeinnretningen er satt fast og borstrengen forankret og det er ønskelig å åpne kuleventilanordningen 5 og gi forma-sjonsfluidet anledning til å strømme, anbringes en forutbestemt vekt ned på strengen som tjener til å sette igang sammentrykking av skruefjæren 155 og til å bevege kjernerøranordningen 112 inn i mantelanordningen. Under denne bevegelse begynner knasten eller knastene 148 på knastringen ,147 å bevege seg oppover med kjernerøranordningen 112.

Når verktøyet anbringes i prøvestrengen, befinner knasten og J-sporanordningen seg i det vesentlige i vr?rf<*>fl-v.{.rc- • te stilling. Når strengen utsettes for den nedadvirkende vekt, begynner knasten å bevege seg oppover som følge av teleskopbevegelsen sammen med kjernerøranordningen 112 inn i mantelanordningen til knasten når stillingen B fcgg-ér fig. Q-? som er den helt åpne stilling, og da kan ingen ytterligere teleskopbevegelse finne sted. Prøveap-paratet forblir åpent, i stilling B, så lenge som vekten befinner seg på strengen.

Når det er ønskelig å lukke verktøyet, tas vekten opp med den følge at strengen beveger kjernerøranordningen 112 tilbake ut av mantelanordningen 200 som følge av fjærens 155 virkning, og knasten 147 beveger seg til stillingen C i J-sporet {f i<?i—9) , hvor for letthets skyld vekten på strengen kan oppheves ved å bevege knasten 147 til stilling D, som også er en lukket stilling, hvoretter prøveapparatet forblir lukket og vil holdes der av strengens

vekt, eller ytterligere vekt kan anbringes på strengendm det er ønskelig å holde prøveapparatet lukket.

Når det er ønskelig å åpne ventilen på ny, tas strengen opp enda en gang, hvilket fører til at knasten 14 7 beveges ned til stillingen A' i den andre rekke med J-spor, som svarer til stillingen A i den første J-sporrekke, og den nevnte operasjon med påføring og bortføring av vekt på strengen kan gjentas. Man vil forstå at prøveapparatet kan åpnes og lukkes et hvilket som helst antall ganger ved at man følger denne fremgangsmåte.

Nedenfor beskrives hvordan resten av verktøyet virker.

Når vekten først er anbragt på strengen og kjernerøranordningen begynner teleskopisk bevegelse oppover inn i mantelanordningen, begynner fjæren 155 å trykke seg sammen og yter motstand mot denne bevegelse. Samtidig begynner kjernerøranordningen å presse den ut-vidbare sylinder 115 oppover i kammeret 158 for hydraulisk motstand.

Da det hydrauliske fluidum er inkompres.sibelt, utvides sylinderen 115 utover til tetningsanlegg med mantelens 8 3 innervegg for effek-tiv tetning av kammeret 158 fra alle midler for trykkavlastning bortsett fra kanalen 159 med ringformet åpning beliggende mellom de tilspissede flater 124 og 125. Kanalen 159 tjener til avlastning av trykket i kammeret 158, men fluidet kan bare strømme med en forutbestemt hastighet, slik at hastigheten for bevegelse oppover av kjernerøranordningen 112 i den ytre mantelanordning 200 reguleres. Portene 141,142 og 143 tillater bevegelse av brønnfluidet inn og ut av det ringformede mellomrom mellom de indre kjernerør og den ytre. •mantel og opphever derved enhver hindring mot bevegelsen som måtte skyldes hydrauliske låser dannet ved fluidet som innestenges i de ringformede områder.

Kjernerøranordningen 112 fortsetter å bevege de bærende deler 103,108,109,110,151,115,116 og 117 oppover til kanalen 105 har beveget seg tilstrekkelig langt oppover til inngrep med fingerendene 76. Kjernerørets 103 bevegelse oppover skyver fingrene 76 mot skråflaten 160 av stoppermuffedelen 77c til fingrene sammenpresses radialt innover og går klar av flaten 160 som da frigjør den indre kjernerøranordning 56 for bevegelse oppover med kjernerøranordnin-gen 112.

Deretter fortsette-r bevegelsen oppover av kjernerøranord-ningen 56 med den samme forutbestemte dempede eller begrensede hastighet til portene 63 på vei oppover passerer gjennom tetningsrin-gen 37, hvoretter det hydrostatiske trykk som er innestengt i verk-tøyets nedre endeparti, nedenfor kuleventilen og nedenfor den nedre forankrede pakningsinnretning gis anledning til å slippe ut gjennom forbiføringsanordningen til oversiden av ventilkulen. Derved oppheves det hydrostatiske trykk som innvirket på det nedre endeparti 161 av vehtilmuffen 7 og som presset denne og seteringen 52 oppover mot kulen 5 for tilveiebringelse av en fluidumtett tetning når apparatet ble ført inn i hullet. Opphevelse av det innestengte hydrostatiske trykk fjerner trykket fra kulen og tillater lett håndtering av denne til den. åpne stilling.

Dette forbiføringsfluidum under hydrostatisk trykk kan følge banen fra boringen 111 (under kulen 5) gjennom portene 63 og 34 langs det ringformede mellomrom 162 mellom drivhylseanordningen 10 og den øvre mantel 3, gjennom mellomrommene, mellom drivtapphyl-sene 6 og 6a og forbindelsesstykkene 8 og 8a og gjennom portene 20 inn i boringen 111 over kulen 5.

På dette tidspunkt er borstrengen delvis åpnet for flui-dumstrømmen, skjønt bare en svak strøm, fra formasjonen oppover borstrengen gjennom den ovenfor beskrevne forbiføringsanordning og borstrengen vil da sannsynligvis miste sin oppdrift da strengen vanligvis fylles med formasjonsfluidum. Følgen av tapet av oppdrift er at strengens vekt vil virke nedover mot pakkeinnretningen som søker å presse sammen prøveapparatets teleskopseksjoner. Denne virkning motvirkes eller utjevnes ved hjelp av det ovenfor forklarte trykk-utjevningssystem med differansetrykkområdene 68,69 (ringskuldrene '68,69).som fortsetter å virke fordi det høye hydrostatiske trykk fortsetter å presse ned på toppen av flatene 68,69, hvilket høye trykk bare motvirkes ved det forholdsvis lave formasjonsfluidum-trykk på undersiden av skjørtet 64.

Etter at den hydrostatiske fluidumtrykkdifferanse over kuleventilen er opphevet gjennom forbiføringsmekanismen, kommer de nedre ender 163 av kanalene eller notene .62 i anlegg med de innad ragende ender av leddtappene 14 med den følge at tappene beveges

..oppover i notene 25 til de kommer i anlegg med de øvre ender av notene 25. Denne lille bevegelse som utgjør omtrent 1,6 til 6,4 mm, tjener til svak sammenpressing av skruefjæren 24. Etter at tappene 14 er kommet i anlegg med den øvre hylse 11, bevirker fortsatt bevegelse oppover av kjernerøranordningen 56 at drivhylseanordningen 10 og tapphylsene 6a og 6 på sin side kommer i inngrep med tapper 61 i kulens 5 drivåpninger 51, slik at kulen 5 begynner å dreie seg mot den helt åpne stilling. Etter en delvis bevegelse av kulen 5 mot den åpne stilling beveges sylinderen 115 oppover inn i mantelens 83 parti 164 med utvidet indre diameter og tillater fluidet å passere forbi rundt yttersiden av sylinderen 115 som ikke kan utvides tilstrekkelig for å tette mot partiets 164 overflate. Dermed er det hydrauliske motstandssystem kortsluttet eller forbigått og den resterende bevegelse oppover av kjernerøranordningen 112 og drivhylseanordningen . 10 skjer forholdsvis raskt med den følge at

kuleventilen 5 føres til en nesten helt åpen stilling. Denne plut-selige eller raske bevegelse overføres gjennom prøvestrengen til operatøren i overflaten som da forstår at prøveapparatet er åpnet og at prøvedata kan tas opp. Ved slutten av den hurtige bevegelse oppover av kjernerøranordningen og drivanordningen opptas den ster-ke oppadrettede kraft fra hylsene 6 og 6a i tilstrekkelig grad ved hjelp av skruefjæren 24 slik at man unngår beskadigelse av tappene 61 som virker mot treghetskraften og friksjonskraften fra kulen 5.

Etter avslutningen av denne bevegelse oppover av kjernerøranordnin-gen 112 og drivhylseanordningen 10 beveger skruefjæren 24 kulen 5 det siste lille stykke for fullstendig åpning av ventilen slik at ventilboringen 50 bringes helt i flukt med boringen 111 gjennom

.verktøyet.

Som forklart ovenfor lukkes verktøyet ved opptagning av vekten på borstrengen for å føre knastene 148 til stillingen C /[ifølgo fi-g-;—9^ og deretter nedsetting av vekten for å bevege knastene til stilling D i J-sporet. Bevegelsen oppover av yttermante- 'len fører teleskopisk den.ytre anordning bort fra den indre kjerne-røranordning som ved fjærens 155 forspenningsvirkning hindres i å bevege seg oppover langs med mantelanordningen. Dessuten forhindrer i.KKe det hydrauliske motstandssystem bevegelsen av kjernerør-an.<p>rd.ningen nedover på innsiden av mantelanordningen fordi sylinderen 115 ikke presses nedover for innsnevring av den ringformede kanal 159.

Sammendrag av fordelene ved oppfinnelsen

En klar fordel ved apparatet ifølge oppfinnelsen er at det er tilveiebragt et prøveverktøy for prøver som er innelukket under trykk, hvilket, verktøy har en rett gjennomgående boring som er i det vesentlige uhindret når den strekker seg gjennom ventilan-ordningen og. resten av verktøyet.

Selv om det finnes verktøy med hel åpning, er ulempen ved dem at de bare kan benyttes en eneste gang. I mer eller mindre farlige boringsområder utenfor kysten og i ytterst kalde områder er det ønskelig å oppnå så mange brønndata som mulig for hver inn-føring av prøvestrengen i hullet. Dette gjør det nødvendig å benytte et prøveapparat med en bredt gjennomgående åpen boring og som kan bringes til å virke flere ganger uten at apparatet må tas opp. Apparatet ifølge oppfinnelsen representerer et slikt verktøy som kan åpnes og lukkes et ubestemt antall ganger uten at strengen må trekkes ut av brønnen.

Blant andre fordeler må nevnes den lette åpning av kuleventilen, hvilket er gjort mulig ved hjelp av anordningen med for-biføring av det hydrostatiske trykk. Enda en fordel omfatter det hydrauliske matningssystem for tidsforsinkelse som sikrer den tid som kreves for igangsetning av den hydrostatiske forbiføringsanord-ning. Videre virker det hydrauliske motstandssystem som en støtdem-per som reduserer eller opphever faren for beskadigelser og unødig slitasje på de mekaniske deler av apparatet samtidig som den hindrer for tidlig åpning av prøveapparatet hvis det skulle komme noe i

veien mens strengen føres ned i brønnen.

Enda et trekk omfatter trykkutjevningssystemet for ned-settelse av oppdriften under innføring i hullet og for å redusere virkningen av oppdriftstapet etter at pakkeinnretningen er satt til og forbiføringsfunksjonen er i gang og fyller strengen. Støtdemper-virkningen av de tre skruefjærer som finnes i apparatet, bidrar til at verktøyets levetid forlenges.

Et ytterligere fordelaktig trekk omfatter J-sporanordningen som gjør det mulig at verktøyet kan holdes lukket og oppta hele verktøystrengens vekt med tillegg av ytterligere vekt om nødvendig. Derved blir drif.ten både lettere og sikrere.

Selv om en foretrukket utførelse av oppfinnelsen er beskrevet ovenfor, er oppfinnelsen ikke begrenset til eksemplet og forskjellige modifikasjoner kan forekomme. Verktøyet ifølge oppfinnelsen kan f.eks. benyttes uten at det er utstyrt med J-sporanordningen og den nedre skruefjær 155. Alternativt kan andre forspen-ningsinnretninger benyttes, såsom gasskammere med en kompressibel inertgass istedenfor- de omtalte mekaniske f jæranordninger.

Det er også mulig å benytte aidre ventiler enn kuleformede.

Således kan en kjegleformet ventil eller sylindrisk ventil med et tilspisset parti benyttes.

Et prøveapparat uten J-sporanordning og den nedre skruefjær kan brukes ved å øke de trykkutjevnende arealer 68 og 69 til en tilstrekkelig større størrelse enn tverrsnittsarealet 50 av den indre boring, slik at det hydrostatiske trykk som innvirker på arealene 68 og -69 vil holde verktøyet i uttrukket stilling når det føres inn i hullet. Verktøyet kan da igangsettes bare ved simpelthen å beveges oppover og nedover,, frem og tilbake ved at tilstrekkelig vekt anbringes på strengen for å overvinne det hydrostatiske trykk på arealene 68 og 69. Andre modifikasjoner og forandringer er selvføl-gelig også mulig.

Claims (3)

1. Apparat for undersøkelse av produksjonsevnen av en oljebærende formasjon som er gjennomtrengt av et borehull, omfattende en mantel (2, 3, 27, 200) med en i det vesentlige åpen, gjennomgående boring, et kjernerør (56, 112, 109, 110,

151) med en åpen, gjennomgående boring (111) og glidbart anordnet i mantelens boring, hvor mantelen og kjernerøret er forsynt med forbindelsesinnretninger (21, 153) for å forbindes med en prøvestreng i borehullet for å tilveiebringe en relativ, teleskopisk glidebevegelse mellom mantelen og kjernerøret i overensstemmelse med en bevegelse av prøvestrengens øvre ende, mens dens nedre ende er festet til en pakker under den formasjon som skal undersøkes, en ventilinnretning (5, 46, 52) for regulering av en fluidumstrøm gjennom kjernerørets boring (111), en rørpassasje som består av en første hylse (41, 42) som med sin ene ende (41) er forbundet med mantelens innervegg på den ene side av ventilen (5, 46, 52), og en annen hylse (7) med en fri ende på den annen side av ventilen, forbindelsesdeler (8, 8a) som er anordnet rundt den ytre periferi av ventilen fra første til annen hylse (41, 42 hhv. 7) for å holde disse i tett anlegg mot ventilen, påvirkningsinnretning (6, 6a, 61, 11) som omfatter en drivhylse (10) som er tettende og glidbart anordnet rundt omkretsen av den fri ende av rørpassasjen (41, 42) som er forbundet med kjernerøret (56, 112, 109, 110, 151) og ventilen (5, 46, 52) og innrettet til å åpne og stenge ventilen i overensstemmelse med den relative teleskopiske bevegelse av mantelen (2, 3, 27, 200) og kjernerøret (56, 112, 109, 110,

151) mellom en sammentrukket og en utvidet stilling, samt utløs-bare smekkforbindelsesinnretninger (67, 76, 105) mellom kjerne-røret og påvirkningsinnretningen for å forbinde og bryte kjerne-rørets forbindelse, med påvirkningsinnretningen ved et forutbestemt punkt av den teleskopiske bevegelse mellom kjernerøret og mantelen for bare å forbinde kjernerøret med mantelen under en del av den teleskopiske bevegelse for både å tilveiebringe positiv åpning og positiv stengning av ventilen under den nevnte del av den teleskopiske bevegelse, karakterisert ved at ventilen omfatter et kuleformet ventillegeme (5) som er tettende og dreibart anordnet i apparatet og omfatter et i det ves^tvtli.ge sfærisk element med en forholdsvis stor, gjennomgående, aksial sylindrisk boring (50) som er innrettet til i én stilling å ligge i flukt med og kommunisere med boringen i mantelen (2, 3, 27, 200) og boringen i kjernerøret (56, 112, 109, 110, 151), og i en annen stilling å tette mellom mantelen og kjernerøret, at rørpassasjens (41, 42, 7) åpne boring forløper aksialt til mantelens.(2, 3, 27, 200) boring, idet rørpassasjens første hylse (41, 42) er aksialt og dreibart anordnet i mantelen, idet hylsens boring kommuniserer med mantelens boring, og den annen hylse er utformet med et ringformet sete (70) som ligger inntil kulen (5), at der innenfor det ringformede sete (70) er anordnet ventilseter (49, 53) for å danne væsketetning mellom ventilkulen (5) og den annen rørformede hylse når ventilkulen befinner seg i sin annen stilling, at forbindelsesinnretningen (21, 153) er innrettet til å tillate påvirkningsinnretningen å bevege ventilkulen mellom nevnte første og nevnte annen stilling, og at ventilkulen (5) er anordnet mellom første hylse (41, 42) og annen hylse (7), således at kulens sylindriske boring (50.) kommuniserer med hylseboringene når ventilkulen er i første stilling og bryter denne forbindelse når den er i sin annen stilling.

2. Apparat i henhold til krav 1> karakterisert ved at ventilsetet omfatter en forspenningsinnretning (9) som befinner seg innenfor den annen hylse (7).

3. Apparat i henhold til krav 1, karakterisert ved at ventilen ennvidere omfatter tverråpninger (20) gjennom første hylse (4.1, 42) for å tilveiebringe en væskeforbindelse mellom boringen i første hylse (41, 42) og et første ringformet rom mellom første hylse og mantelen (2, 3, 27, 200), og et annet ringformet rom mellom den annen hylse (7) og mantelen i væskeforbindelse med første ringformede rom for derved å tilveiebringe en forbiløpskanal rundt den dreibare kuleventil, at en forbiløpsventil (34) påvirkes ved glidende bevegelse mellom mantelen (2, 3, 27, 200) for å styre væskeforbindelsen mellom forbiløpskanalen og den åpne boring gjennom mantelen på et forutbestemt tidspunkt.