NO174753B - Ventil for et perforerings-, test- og proevetakingsverktoey - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en ventil for bruk over en tetning eller ekspansjonstetning i en brønnteststreng, hvilken ventil innbefatter husinnretninger for kopling til verktøystrengen, der husinnretningene har en hovedsakelig gjennomløpende, sentral åpning.

Ventilen inngår i et verktøy for prøvetaking av fluider nede i brønnformasjoner, og nærmere bestemt, et perforerings-, test- og prøvetakingsverktøy der ventilen eller testventilen plasseres over ekspansjonstetningen. Verktøyet har en bypass-innretning for å tillate aktivisering med ringromstrykket en avfyringsmekanisme for pistoler under ekspansjonstetningen.

Brønntestingsoperasjoner blir vanligvis utført i olje- og gassbrønner for å bestemme produksjonspotensialet og for å forøke dette om mulig. Ved strømningstesting av en brønn senkes en testventil ned i brønnen på en borerørstreng over ekspansjonstetningen. Etter at ekspansjonstetningen er innsatt, åpnes og lukkes testventilen periodisk for å bestemme formasjonsstrømningen, trykk og hurtighet av trykkgjenvinningen. Ett slikt brønnverktøy som kan utføre forskjellige operasjonstilstander så som en borerørs-testventil, en sirkulasjonsventil og en formasjons-testventil, så vel som å gi operatøren muligheten til å fortrenge fluider i rørstrengen over verktøyet med nitrogen eller annen gass før testing eller fornyet testing, er vist i TJS patent nr. 4 633 952 til Ringgenberg, overdratt til søkeren av den foreliggende oppfinnelse. Dette verktøy er også beskrevet i Halliburton Services Sales & Service Catalog nr. 43, side 2548 som Omni® sirkulasjonsventil. En annen tilsvarende sirkulasjonsventil er vist i US patent nr. 4 657 082 til Ringgenberg, også overdratt til søkeren av den foreliggende oppfinnelse. Som indikert kan Omni® sirkulasjonsventilen benyttes som en testventil, men er ikke tilpasset for bruk med trykkaktivisert tidsforsinkende avfyringsinnretning for pistoler under en ekspansjonstetning fordi ventilen ikke har et forbiløp eller bypass som gir kommunikasjon mellom brønnens ringrom over ekspansjonstetningen og komponentene i verktøystrengen under ekspansjonstetningen.

Fortrinnsvis utføres formasjonstesting ved å kjøre en verktøystreng ned i brønnboringen én gang, foreta testen, og ta ut verktøystrengen. Testventiler plassert under ekspan-sjonstetningene har blitt benyttet til å utføre slike tester, men disse anordninger er forholdsvis komplekse. Følgelig foreligger det et behov for et forenklet testsystem. Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en ventil for et perforerings-, test- og prøvtakingsverktøy (PTS) som kan senkes ned i en brønnboring på en verktøystreng innbefattende en ekspansjonstetning slik at brønnboringen kan avstenges før aktivisering av perforeringspistolene eller -apparatene plassert under ekspansjonstetningen. Brønnens ringromstrykk må benyttes for å aktivisere avfyringsmekanismen for pistolene, og den foreliggende oppfinnelse innbefatter en testventil plassert over ekspansjonstetningen som har et forbiløp for å gi fluidkommunikasjon fra brønnens ringrom over ekspansjonstetningen til avfyringsmekanismen under ekspansjonstetningen. Forbiløpsinnretningen er lukkbar før den virkelige avfyring på grunn av en tidsforsinkelse i avfyringsmekanismen. Testventilen er grunnleggende en omvendt og modifisert versjon av Omni® sirkulasjonsventil, slik at forbiløpsinnretningen er plassert under prøvetakingsventilen i testventilen. Testventilen ifølge den foreliggende oppfinnelse blir benyttet til å oppfylle et forholdsvist lite prøvekammer, og således er høye strømningsmengder ikke nødvendig. Den foreliggende oppfinnelse benytter derfor en glidende hylseventilanordning istedenfor en forholdsvis kostbar kuleventilanordning.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det til-veiebrakt en ventil av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes av de trekk som fremgår av karakteristikken i det etterfølgende selvstendige krav.

Testventilen innbefatter videre aktiviseringsinnretninger for selektivt å åpne og lukke omløpsinnretningene og ventilinnretningene. I den foretrukne utførelse innbefatter aktiviseringsinnretningene en sperre på forbiløpsinnret-ningene og et drivstempel drivbart plassert i husinnretningen som gjør inngrep med sperren for å aktivisere forbiløps-ventilen som reaksjon på brønnens ringromstrykk. En spenn-innretning er fortrinnsvis anordnet for å presse aktiviseringsinnretningen oppad inne i husinnretningen når brønnens ringromstrykk avlastes. I en utførelse utgjør spenninnretningene et gassfylt kammer som utøver et oppad virkende trykk på aktiviseringsinnretningen. Gassen kan være hvilken som helst av generelle inerte gasser kjent i faget, slik som nitrogen.

Forbiløpsinnretningene utgjør en husport tildannet i husinnretningen som åpner inn i brønnens ringromsparti over ekspansjonstetningen og en glidbar forbiløpsventil med en hovedsakelig tverrgående forbiløpsport. Forbiløpsventil-porten er hovedsakelig fluktende med husporten når forbiløps-innretningen er i åpen stilling.

Ventilinnretningen kan være i egenskap av en dor eller rørstuss plassert i husinnretningen og som har en dorport som er i kommunikasjon med det parti av verktøystrengen som er over husinnretningen og en ventilhylse glidbart plassert på doren og som har en ventilport i denne. Ventilporten er hovedsakelig fluktende med dorporten når ventilinnretningen er i åpen stilling.

Testventilen innbefatter videre organer for frigjørbart å forbinde ventilinnretningen til forbiløpsinnretningen. I en utførelse utgjør dette organ for frigjørbar forbindelse krageinnretninger i hvilke det er kragefingre som forløper fra en av ventilinnretningene og forbiløpsinnretningene som er inngripbare med en krageforsenkning tildannet i den andre av ventilinnretningene og forbiløpsinnretningene. I ut-førelsen vist i tegningene, er kragefingrene på ventilinnretningene og krageforsenkningen på forbiløps-innretningen, men det kan sees av fagmannen at disse kunne være omvendt.

Sagt på en annen måte innbefatter den foreliggende oppfinnelse en ventil for et brønnverktøy for bruk i en brønnboring som innbefatter apparater for å perforere en brønnformasjon i brønnboringen, avfyringsinnretninger for å avfyre apparatene, en ekspansjonstetning plassert over apparatene og avfyringsinnretningene for å isolere formasjonen fra et øvre brønn-ringromsparti over ekspansjonstetningen, et prøvekammer plassert over ekspansjonstetningen, og en testventil plassert over ekspansjonstetningen og i kommunikasjon med et prøve-kammer. Testventilen innbefatter forbiløpsinnretninger for selektivt å tilveiebringe kommunikasjon av fluidtrykk i det øvre brønnringrom til avfyringsinnretningene etter innsetting av ekspansjonstetningen og ventilinnretningene for selektivt å tilveiebringe kommunikasjon mellom brønnformasjonen og prøvekammeret slik at prøvekammeret kan oppfylles med en fluidprøve fra formasjonen.

Fremgangsmåten for testing av en brønnformasjon med verktøyet innbefatter trinnene av å plassere apparater eller pistoler på en verktøystreng i brønnboringen inntil formasjonen, og aktivisere en ekspansjonstetning på verktøystrengen for avtettende inngrep med brønnboringen over formasjonen slik at et øvre brønn-ringromsparti avgrenses mellom brønnboringen og verktøystrengen over ekspansjonstetningen, tilveiebringer trykk i det øvre ringromsparti, gjennom et forbiløp og et testverktøy over ekspansjonstetningen, til en avfyringsanord-ning inntil pistolene for å avfyre pistolene og perforere formasjonen, og sende en fluidprøve fra formasjonen gjennom testventilen til et prøvekammer plassert over ekspansjonstetningen. Trinnet av å tilveiebringe trykk innbefatter fortrinnsvis åpning av en forbiløpsventil i testventilen over ekspansjonstetningen som reaksjon på et trykk i det øvre brønn-ringromsparti. Fremgangsmåten innbefatter videre lukking av forbiløpsventilen før trinnet av å sende en prøve. Fortrinnsvis benyttes tidsforsinkende avfyringsinnretninger slik at forbiløpsventilen er lukket før faktisk avfyring av pistolene. Fremgangsmåten innbefatter trinnet av å sende en prøve fortrinnsvis å åpne en prøvetakingsventil i testventilen som reaksjon på et trykk i det øvre brønnringromsparti. Forbiløps- og prøvetakingsventilene kan selektivt åpnes og lukkes så mange ganger som ønsket.

Et viktig formål med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en ventil for et perforerings-, test- og prøvetakingsverktøy med testventilen plassert over en ekspansjonstetning som har forbiløpsinnretninger for å tillate aktivisering av en avfyringsmekanisme for pistoler under ekspansjonstetningen etter at ekspansjonstetningen er innsatt eller innspent.

Nok et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en testventil med en forbiløpsinnretning under en prøvetakings-ventilanordning i verktøyet.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et forenklet brønnverktøy for bruk til prøvetaking av en brønnf ormasj on.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en prosedyre for testing av en brønnformasjon som bruker en enkelt tur ned i brønnboringen.

Ytterligere formål og fordeler med oppfinnelsen vil fremkomme av den følgende detaljerte beskrivelse av den foretrukne utførelsen gitt sammen med tegningene som viser en slik foretrukket utførelse.

Figurene IA og IB viser skjematisk perforerings-, test- og prøvetakingsverktøyet med testventilen ifølge den foreliggende oppfinnelse på en verktøystreng plassert i en brønnboring.

Figurene 2A-2B viser et delvis lengdesnitt av testventilen i

verktøyet.

Figur 3 er et riss tatt langs linjen 3-3 i figur 2E som viser mønsteret for sperren eller kulisseføringen benyttet i testventilen. Figur 4 viser et cyklusskjema som viser de ulike posisjoner

av testventilen og en operasjonssekvens.

Det vises nå til tegningene og nærmere bestemt figurene IA og IB, der testventilen for perforerings-, test- og prøve-takingsverktøyet ifølge den foreliggende oppfinnelse er vist og generelt angitt med nummeret 10. Testventilen 10 danner en del av en verktøystreng 12 plassert i en brønnboring 14.

Vanligvis er en trekkplugg 16, en øvre tapperørstuss 18, et prøvekammer 20, en målerbærer 22 og en nedre tapperørstuss 24 plassert over testventilen 10. Alle disse komponenter er av en type som generelt er kjent i faget.

Under testventilen 10 er en sikkerhetsskjøt 26, hydraulisk sirkulasjonsventil, om ønsket, en foringsrør-ekspansjonstetning 28, en produksjonsrør-skjøt 30 og en strømnings-tilbakeslagsventil 32. Under tilbakeslagsventilen 32 er perforeringspistoler 34 med en avfyringsinnretning 36 plassert ovenfor. Avfyringsinnretningen 36 er fortrinnsvis en TDF (tidsforsinket avfyring) differensial-forsinkelses-avfyring. Under perforeringspistolene 34 er stempelpistoler 38 og en målerbærer 40. Alle disse komponenter under testventilen 10 er også av en type generelt kjent i faget.

Som det vil bli beskrevet i nærmere detalj senere, er verktøystrengen 12 plassert slik at perforeringspistolene 34 er inntil en brønnformasjon 42 som skal testes. Perforeringspistolene 34 er tilpasset for å perforere brønnforingsrør 44 og formasjonen 42 slik at fluid kan strømmes eller sendes fra formasjonen for testing og slik at en prøve kan tas.

Det vises nå til figurene 2Å-2G, der detaljene ved testventilen 10 vil bli beskrevet. Som vist i figur 2A utgjør det ytre parti av testventilen 10 en husinnretning 45 innbefattende, i den øvre ende, en øvre kopling 46 med en gjenget boring 48. Den gjengede boring 48 er tilpasset for kopling til det øvre parti av verktøystrengen 12. Den nedre ende av den øvre kopling 46 er forbundet til en portforsynt dor 50 ved gjengeforbindelsen 52. Den portutstyrte dor 50 er også en del av huset 45. En tetning 54 gir tettende inngrep mellom den øvre kopling 46 og den portutstyrte dor 50.

Et mellomliggende parti av den portutstyrte dor 50 er forbundet til den øvre ende av nok en komponent av husinnretningen 45, ventilhuset 56. Relativ rotasjon mellom den portutstyrte dor 50 og ventilhuset 56 forhindres ved samvirkning av knastene 58 på doren 50 med korresponderende knaster 60 på ventilhuset. En ringformet flens 64 på doren 50 gjør inngrep med den nedre ende av knastene 64 på ventilhuset 56, som forhindrer relativ lengdebevegelse mellom doren 50 og ventilhuset når den øvre kopling 46 er forbundet til doren 50. En tetning 66 gir tettende inngrep mellom den øvre kopling 46 og ventilhuset 56.

Den nedre ende av doren 50 innbefatter et hovedsakelig sylindrisk parti 68 med en lukket nedre ende 70. Det sylindriske parti 68 av doren 50 avgrenser et antall hovedsakelig tverrgående porter 72 derigjennom inntil den lukkede ende 70. Det kan sees at portene 72 er i kommunikasjon med det sentrale hulrom 74 i doren 50 som også er i kommunikasjon med det øvre parti av verktøystrengen 12, spesielt prøvekammeret 20.

Det sylindriske parti 68 av doren 50 har en utvendig diameter 76. Et antall øvre tetninger 78 er plassert i tilsvarende spor i utvendig diameter 76 på en side av portene 72, og et antall nedre tetninger 80 er plassert i tilsvarende spor i utvendig diameter 76 på en motsatt side av portene 72. Således er første og andre tetningsinnretninger anordnet på motsatte sider av portene 72.

I glidbart inngrep med den utvendige diameter 76 på det sylindriske parti 68 av doren 50 er en første boring 82 av en ventilhylse 84. Således er en glidende ventilinnretning 85 anordnet, av hvilke ventilhylsen 84 er en del. Det kan sees at den først boring 82 er tettende i inngrep med tetninger 78 og 80. Et ringrom 86 er avgrenset mellom ventilhylsen 84 og veggen av ventilhuset 56. Et antall hovedsakelig tverrgående porter 88 er avgrenset gjennom ventilhylsen 84. I stillingen vist i figur 2A er portene 88 plassert over de øvre tetninger 78. Dette korresponderer med en lukket stilling av ventilen 85.

Under den portutstyrte dor 50 er et antall generelt spaltede tverråpninger 90 tildannet gjennom ventilhylsen 84. Det kan sees at tverråpninger 90 gir kommunikasjon mellom ringrommet 86 og den sentrale åpning 92 definert i testventilen 10.

Det vises nå til figur 2B, der den nedre ende av ventilhylsen 84 er festet til ventilkoplingen eller kragen 94 ved gjengeforbindelsen 96. Ventilkoplingen 94 danner en nedre ende av ventilinnretningen 85 i den viste utførelsen.

Den nedre ende av ventilhuset 56 er forbundet til et sirkulasjonshus 98, som således danner nok et parti av huset 45 ved gjengeforbindelsen 100. En tetningsinnretning 102 gir en tetningsinnretningen mellom ventilhuset 56 og sirkulasjonshuset 98.

Sirkulasjonshuset 98 har en første boring 104 og en noe mindre, andre boring 106 derunder. En tredje boring 108 er tildannet under den andre boring 106.

Ventilkoplingen 94 har et antall nedad forløpende kragefingre 110 på denne som er tilpasset for inngrep med et ringformet kragespor eller forsenkning 112 i det øvre parti av en sirkulasjonsdor 114. I den viste utførelsen er sirkulasjonsdoren 114 den øvre komponent av en forbiløpsinnretning eller forbiløpsventilinnretning 116. En tetningsinnretning, slik som en avstrykningsring 118, er anordnet mellom sirkulasjonsdoren 114 og ventilkoplingen 94.

Et ringrom 120 er avgrenset mellom det øvre parti av sirkulasjonsdoren 114 og sirkulasjonshuset 98. Det kan sees av fagmannen at, på grunn av langsgående gap mellom kragefingrene 110, er ringrommet 120 i kommunikasjon med ringrommet 86. En hovedsakelig tverrgående port 122 er definert gjennom sirkulasjonsdoren 114 og gir således kommunikasjon mellom ringrommet 120 og den sentrale åpning 92.

Det vises nå også til figur 2C, hvor sirkulasjonsdoren 114 har et utvidet, nedre parti 124 som er i nært avstandsforhold til den tredje boring 108 i sirkulasjonshuset 98.

Sirkulasjonshuset 98 har en hovedsakelig tverrgående hus-forbiløpsport 126, også referert til som en husport 126, og en tetning 128 er anordnet mellom sirkulasjonsdoren 114 og sirkulasjonshuset 98 ved en lengdeposisjon over husets forbiløpsport 126.

Den radielt ytre flate av det nedre parti 124 av sirkulasjonsdoren 114 har et enkelt indikatorspor 130, et dobbelt indikatorspor 132 og et trippel indikatorspor 134 som er synlige gjennom husets forbiløpsport 126 avhengig av posisjonen til sirkulasjonsdoren 114 med hensyn til sirkulasjonshuset 98. Disse spor blir benyttet til å kontrollere posisjonen til sirkulasjonsdoren 114 under tilspenning av testventilen 10. og testing av denne på overflaten før den installeres i verktøystrengen 112. I de ulike stillinger er sporene innrettet med, og synlige gjennom, husporten 126 som er vist for det doble indikatorspor 132 i figur 2C.

Det nedre parti 124 av sirkulasjonsdoren 114 er koplet til en sirkulasjonsventilhylse 136 med gjengeforbindelsen 138. Sirkulasjonsventilhylsen 136 definerer et antall hovedsakelig tverrgående sirkulasjonsventilporter 140 som er i kommunikasjon med den sentrale åpning 92. Tetningsinnretninger, slik som tetningsringen 142 over portene 140 og 0-ringen 144 under portene 140 gjør tettende inngrep med den tredje boring 108 i sirkulasjonshuset 98. Således kan det sees av fagmannen at i den utformingen som er vist i figur 2C, er sirkulasjons-ventilportene 140 tettende isolert fra husets forbiløpsporter 126. Dette korresponderer med en lukket stilling av forbi-løpsinnretningene 116.

Den nedre ende av sirkulasjonshuset 98 er festet til tetningsnippelen 146 ved gjengeforbindelsen 148. Tetningsinnretningen 150 gir tettende inngrep mellom sirkulasjonshuset 98 og tetningsnippelen 146.

Den nedre ende av tetningsnippelen 146 er forbundet til oljehuset 152 med gjengeforbindelsen 154. Både tetningsnippelen 146 og oljehuset 152 vil sees og danne del av husinnretningen 45c

Forbundet til den nedre ende av sirkulasjonsventilhylsen 136 ved gjengeforbindelsen 154 er en driftsdor 156. Driftsdoren 156 danner således et parti av forbiløpsventilinnretninger 116.

Det kan sees at et ringrom 158 er definert mellom driftsdoren 156 og et parti av husinnretningen 45. Et antall driftsdor-porter 160 er definert gjennom driftsdoren 156 og tilveiebringer således kommunikasjon mellom ringrommet 158 og den sentrale åpning 92.

Det vises nå til figur 2D, hvor tetningsnippelen 146 har en utvidet nedre ende som er i nært avstandsforhold til boringen 162 i oljehuset 152 og den utvendige diameter 164 av driftsdoren 156. En ytre tetningsinnretning 166 gir tettende inngrep mellom tetningsnippelen 146 og boringen 162 av oljehuset 152, og en indre tetningsinnretning gir tettende kommunikasjon mellom tetningsnippelen 146 og den utvendige diameter 164 av driftsdoren 156. Det kan sees at et ringformet volum 170 defineres mellom den utvendige diameter 164 av driftsdoren 156 og boringen 162 av oljehuset 152. Som det vil omtales i nærmere detalj senere oppfylles det ringformede volum 156 med olje og danner således et øvre parti av et oljekammer 172.

Glidbart plassert i ringvolumet 170 er et øvre flytestempel 174. Ytre og indre stempeltetningsinnretninger 176 og 178 respektivt tilveiebringer tettende inngrep mellom flytestempelet 174 og boringen 162 av oljehuset 152 og den utvendige diameter 164 av driftsdoren 156.

En hovedsakelig tverrgående oljehusport 180 er definert i oljehuset 152 ved en posisjon inntil den øvre ende av det øvre flytestempel 174 og over ytre og indre stempeltetningsinnretninger 176 og 178. Således er brønnens ringromstrykk i kommunikasjon med den øvre side av det øvre flytestempel 174. En oljeoppfyllingsport 182 er anordnet i oljehuset 152 i kommunikasjon med ringvolumet 170 slik at oljekammeret 172 kan fylles opp. Oljefylleporten 182 kan lukkes av en rørplugg eller annen tilsvarende innretning.

Den nedre ende av oljehuset 152 er forbundet til et driftshus 184 ved gjengeforbindelsen 186. En tetningsinnretning 188 gir en tetning mellom oljehuset 152 og driftshuset 184.

Det vises nå til figurene 2D og 2E hvor den nedre ende av driftsdoren 156 er forbundet til sperren 190 med gjengeforbindelsen 192 med tettende samvirke derimellom tilveiebragt av tetningsinnretninger 194. Sperren 190 danner således et parti av forbiløpsventilinnretninger 116. Som best vist i figur 2D er et variabelt ringformet volum 196 avgrenset mellom den indre flate av driftshuset 140 og den ytre flate av driftsdoren 156 og sperren 190. Dette ringrom 196 er i kommunikasjon med ringvolumet 170 og danner således også et parti av oljekammeret 172.

Som vist i figur 2E har driftshuset 184 en første boring 198 med en noe større andre boring 200 derunder. Sperren 190 har en utvendig diameter 202 avstandsplassert innad fra den første boring 198 i driftshuset 184 slik at et ringvolum 204 er avgrenset derimellom. Det kan sees at ringvolum 204 er nok et parti av oljekammeret 172. En driftshusport 205 er anordnet for påfylling av oljekammeret 172.

Det vises også til figur 3 der utsiden 202 av sperren 190 definerer en forsenket "J-spalt" sperre eller kulissemønster 206. I inngrep i J-spalten 206 er et kulelager 208 båret av en driftsventil 210 av en driftsventilenhet eller innretning 212. Som det vil bli beskrevet i nærmere detalj senere bestemmer de relative posisjoner til kulelageret 208 og J—spalten 206 posisjonene til forbiløpsventilinnretningen 116 og ventilinnretningen 85.

En ytre tetningsinnretning 216 tilveiebringer tettende samvirke mellom et nedre parti av driftsventilenheten 212 og den andre boring 200 av driftshuset 184, og en indre tetningsinnretning 218 gir tettende kontakt mellom det nedre parti av driftsventilenheten 212 og en andre utvendig diameter 220 av sperren 190.

Den nedre ende av driftshuset 184 er festet til drivnippelen 226, nok en komponent av husinnretningen 45, ved gjengeforbindelsen 228. En ytre tetningsinnretning tilveiebringer tettende samvirke mellom drivnippelen 226 og driftshuset 184, og en indre tetningsinnretning 232 tilveiebringer tettende samvirke mellom den første boring 234 av drivnippelen 226 og den andre utvendige diameter 220 av sperren 190.

Det vises også til figur 2F der drivnippelen 226 definerer en hovedsakelig langsgående passasje eller boring 236 derigjennom, og det kan sees av fagmannen at lengdepassasjen 236 danner nok et parti av oljekammeret 172. En hovedsakelig tverrgående drivnippelport 238 er definert i drivnippelen 226 for å lette påfylling av oljekammeret 172 med olje.

Under den første boring 234 i drivnippelen 226 er en andre boring 240 og en tredje boring 242 som er noe større enn den andre boring 240. Den nedre ende av drivnippelen 226 er forbundet til gasshuset 244 ved gjengeforbindelsen 246. Gasshuset 244 er nok en komponent av husinnretningen 45, og en ytre tetningsinnretning 248 gir tettende samvirke mellom drivnippelen 226 og gasshuset 244.

Den øvre ende av gassdoren 250 er plassert i en tredje boring 242 av drivnippelen 226. En indre tetningsinnretning 252 gir tettende inngrep mellom drivnippelen 226 og gassdoren 250.

Gassdoren 250 forløper nedad gjennom gasshuset 240 slik at et ringformet volum 254, eller gasskammer 254, er definert mellom den utvendige diameter 256 på gassdoren 250 og boringen 258 i gasshuset 244. Et nedre flytestempel 260 er glidbart anordnet i gasskammeret 254. En ytre tetningsinnretning 262 tilveiebringer tettende samvirke mellom det nedre flytestempel 260 og boringen 258 i gasshuset 244, og en indre tetningsinnretning 264 tilveiebringer tettende samvirke mellom flytestempelet 260 og den utvendige diameter 256 av gassdoren 250. Et ringformet volum 254 blir fortrinnsvis oppfylt med en kompressible, hovedsakelig inert gass slik som nitrogen. Det vil således sees av fagmannen at den nedre ende av det nedre flytestempel 260 er i kontakt med gass og den øvre ende av f lytestempelet 260 er i kontakt med olje i oljekammeret 172.

Det vises nå til figur 2G der den nedre ende av gasshuset 244 er festet til fyllventillegemet 266, nok en komponent av husinnretningen 45, ved gjengeforbindelsen 268. Tetningsinnretninger 270 tilveiebringer tettende samvirke mellom gasshuset 244 og fyllventillegemet 266. Den nedre ende av gassdoren 250 er dgså forbundet til fyllventillegemet 266 ved indre gjengeforbindelse 272, og nok en tetningsinnretning 274 gir tettende samvirke mellom gassdoren 250 og fyllventillegemet 266.

Fyllventillegemet 266 definerer et hovedsakelig langsgående hull 274 deri som er i kommunikasjon med gasskammeret 254. Fyllventillegemet 266 definerer også en port 276 som forløper hovedsakelig på tvers med hensyn til hullet 274 og i kommunikasjon med dette. En fylleventil (ikke vist) av en kjent type kan plasseres i porten 276 for å tillate påfylling av hullet 274 og ringvolumet 254 med den ønskede gass.

Den nedre ende av fyllventillegemet 266 er festet til den nedre adapter 278 ved gjengeforbindelsen 280. Den nedre adapter 278 er den nederste komponent av husinnretningen 45 i utførelsen vist i tegningene, og en tetningsinnretning 282 gir tettende samvirke mellom fyllventillegemet 266 og den nedre adapter 278. Den nedre ende av den nedre adapter 278 har en utvendig gjenge 284 og en tetningsinnretning 286 tilpasset for inngrep med et nedre parti av verktøystrengen 12.

Verktøystrengen 12 senkes ned i brønnboringen 14 til en posisjon ved hvilke perforeringspistolene 34 er omtrentlig på høyde med formasjonen 42 som skal testes. Ekspansjonstetningen 28 plasseres i tettende inngrep med brønnboringen 14 ved oppblåsing eller andre midler på en kjent måte slik at et øvre brønnringromsparti 288 avgrenses over ekspansjonstetningen 28, og en nedre brønnringromsparti 290 avgrenses under ekspansjonstetningen 28.

Når verktøystrengen 12 plasseres i brønnboringen 14 og ekspansjonstetningen 28 blåses opp, er utformingen av testventilen 10 slik at ventilinnretningen 85 er i den lukkede stilling vist i figurene 2A-2G. Forbiløpsventil-innretningen 116 er også generelt i den lukkede stilling vist i figur 2A-2G, skjønt testventilen 10 kunne kjøres inn i bønnboringen 14 med forbiløpsventilinnretningen 116 i åpen stilling.

Det vises nå til figurene 3 og 4, der begge ventilinnretningene 85 og forbiløpsventilinnretningen 116 er lukket, testventilen 10 er sagt å være i en "blank" stilling som indikert med nummeret 5. Figur 4 er skjematisk som viser de ulike posisjoner for testventilen 10, og nummerne i figur 4 korresponderer med posisjonene i J-spalten 206 vist i figur 3. Figur 4 har imidlertid ingen betydning med hensyn til rotasjonen av verktøyet.

Ved å pådra trykk, som med en overf late-pumpe, til det øvre brønnringrom 288 over ekspansjonstetningen 28, pådras således trykk over det øvre flytestempel 174 gjennom oljehusporten 180. Brønnens ringromstrykk presser således flytestempelet 174 nedad, og fordi oljen som oppfyller oljekammeret 172 er i hovedsak inkompressibel, kan det sees at driftsventilenheten 212 således presses nedad. Dette i sin tur bevirker at det nedre flytestempel 260 beveges nedad som derved komprimerer gassen i gasskammeret 254.

Ettersom driftsventilenheten 212 forflyttes nedad mot sin nederste stilling som vist i figur 2E, beveger kulelageret 208 seg nedad gjennom J-spalten 206 inntil kulelageret 208 er i en stilling omtrentlig midtveis mellom posisjonene 6 og 7 i J-spalten. Trykket i brønnens ringrom 288 blir deretter avlastet, og gasstrykket i gasskammeret 254 virker oppad på det nedre flytestempel 260 som i sin tur presser oppad det øvre flytestempel 174 og driftsventilenheten 212. Under denne bevegelsen kontakter kulelageret 280 flaten 292 ved stillingen 6 i J-spalten 206 og presser forbiløpsventil-innretningen 116 oppad inntil den er i en bypass eller åpen stilling i hvilke portene 140 i sirkulasjonsventilhylsen 136 er hovedsakelig på linje med husforbiløpsporten 126 i sirkulasjonshuset 98 i huset 45.

Det kan sees av fagmannen at ettersom forbiløpsinnretningen 116 beveges til sin bypass-stilling, vil kragefingrene 110 på ventilhylsen 84 presses utad i den første boring 104 av sirkulasjonshuset 98 ettersom sirkulasjonsdoren 114 i forbiløpsventilinnretningen 116 beveger seg oppad, slik at kragefingrene blir koplet fra krageforsenkningen 112. Med andre ord når f orbiløpsventilinnretningen 116 er i den åpne stilling, er kragef orsenkningen 112 over den nedre ende av kragefingrene 110. Det kan sees at til enhver tid vil trykket som virker på forbiløpsventilinnretningen over og under portene 140 utlignes ved hjelp av portene 122 og 160.

Når forbiløpsventilinnretningene 116 er i den åpne stilling, blir brønnens ringrom 288 igjen trykksatt på nytt. Når dette skjer blir driftsventilenheten 212 igjen aktivisert nedad på samme måte som tidligere beskrevet. I dette tilfellet beveger kulelageret 208 seg nedad fra posisjonen 6 i J-spalten 206 til stillingen 7. Driftsventilenheten 212 når sitt nederste punkt uten å kontakte J-spalten i posisjonen 7 slik at ingen bevegelse av forbiløpsventilinnretningen 116 skjer under denne trykksetting.

Når forbiløpsventilinnretningen 116 er i den åpne stilling, og ringrommet 288 trykksatt, kan det sees at brønnringroms-trykket således blir kommunisert til den sentrale åpning 92 i testverktøyet 10. Den sentrale åpning 92 er i kommunikasjon med de nedre partier av teststrengen 12, og denne trykksetting benyttes til å aktivisere avfyringsinnretningene 36. Som tidligere indikert er avfyringsinnretningene 36 fortrinnsvis en tidsforsinket avfyringsinnretning. Det betyr at når aktivisert med brønnens ringromstrykk vil avfyringsinnretningen ikke utløse perforeringspistolene 34 før en forutbestemt tidsperiode har gått, slik som 5 til 10 minutter.

Under denne tidsforsinkelsen avlaster operatøren på overflaten trykket i brønnens ringrom 288 som således tillater driftsventilenheten 212 til igjen å presses oppad av spenninnretningene tilveiebragt av gassen i gasskammeret 254, ved hvilke punkt kulelageret 208 vil være lokalisert i J-spalten 206 som korresponderer med posisjonen 8 for denne. Ved - dette punkt blir brønnens ringrom 288 igjen trykksatt. Aktiviseringsventilen 212 presses nedad slik at kulelageret 208 kontakter flaten 294 i stillingen 8 i J-spalten 206, som således presser forbiløpsventilen 116 nedad slik at den igjen er ii en lukket stilling. Ved dette punkt er trippel-indikatorsporet 134 på sirkulasjonsdoren 114 omtrentlig fluktende med husforbiløpsporten 126. Trykket i brønnens ringrom 288 kan deretter igjen heves og avlastes som aktiviserer aktiviseringsventilenheten 212, som beveger forbiløpsventilen 116 nedad til posisjonen vist i figurene 2A-2G i hvilke dobbeltindikatorsporet 132 er fluktende med porten 126. Ved dette punkt vil knastene på den nedre ende av kragefingrene 110 kontakte krageforsenkningen 112 på sirkulasjonsdoren 114. Denne cyklus vil i virkeligheten funksjonsmessig ikke endre posisjonene til forbiløps-innretningen 116 eller ventilinnretningen 85, men tillater trykksettelse av brønnens ringrom for å utføre andre funksjoner på andre verktøystrengkomponenter om nødvendig.

Stengingen av forbiløpsventilen 116 utføres før avfyring av perforeringspistolene 34. Når pistolene 34 avfyrer, per-foreres brønnforingsrøret 44 slik at fluid fra brønnforma-sjonen 42 strømmer inn i det nedre brønnringrom 290. Fluidet i brønnringrommet 290 strømmer inn i verktøystrengen 12 gjennom tilbakeslagsventilen 32 på kjent måte og er således i kommunikasjon med den sentrale åpning 92 i testventilen 10. Etterlatenskaper fra perforeringsoperasjonen faller enten til bunnen av brønnboringen 14 eller vil når den entrer teststrengen 12 gjennom tilbakeslagsventilen 32 falle nedad inn i blindpistoler 38. Størrelsen til blindpistolene 38 bestemmer også den første strømningsperiode etter at fluidet først entrer tilbakeslagsventilen 32. Instrumenteringen i målerbæreren 40 måler endringen i trykket og temperaturen med hensyn til tiden, som avleses ved overflaten på kjent måte.

Før eller etter at perforeringspistolene 34 avfyres, avlastes igjen trykket i brønnringrommet 288 slik at den aktiviserende ventilenhet 212 beveger seg oppad i J-spalten 206 slik at kulelageret 208 er omtrentlig fluktende med posisjonen 2 i J-spalten. Det kan naturligvis sees at testventilen 10 fortsatt er i en "blindposisjon" med både ventilinnretningene 85 og forbiløpsventilinnretningene 116 lukket.

For å sende en fluidprøve inn i prøvekammeret 20 over testventilen 10 økes trykket i brønnringrommet 288 igjen som presser driftsventilenheten 212 nedad. Kontakten av kulelageret 208 mot flaten 296 presser forbiløpsinnretningen 116 nedad fra den lukkede stilling vist i figurene 2A-2G, men forbiløpsinnretningene 116 forblir lukket. Ved dette punkt er det enkle indikatorspor 130 omtrentlig fluktende med husforbiløpsporten 126.

På grunn av inngrepet av kragefingrene 110 med krageforsenkningen 112, kan det sees at denne videre bevegelse nedad av forbiløpsventilen 116 trekker ventilen 85 nedad også. Når aktiviseringsventilenheten 212 når sin nederste posisjon, vil ventilen 85 være i en åpen stilling hvori porten 288 i ventilhylsen 204 vil være hovedsakelig fluktende med portene 72 i det sylindriske parti 68 av den portutstyrte dor 50. Således vil den sentrale åpning 92 i testventilen 10 være plassert i kommunikasjon med det sentrale hulrom 74 over portene 72. En fluidprøve kan deretter strømme oppad fra brønnringrommet 290 gjennom tilbakeslagsventilen 32, gjennom testventilen 10 og inn i prøvekammeret 20. Målerbæreren 22 blir deretter benyttet til å måle endringene i trykket og temperaturen i forhold til tiden ettersom prøvekammeret 20 fylles.

Når trykket avlastes i brønnringrommet 288, vil kulelageret 208 på driftsventilenheten 212 forflyttes til omtrentlig posisjonen 2Vz i J-spalten 206. Brønnringrommet kan igjen trykksettes slik at driftsventilenheten beveger seg nedad hvor kulelageret 208 er i posisjon 3 i J-spalten 206. Når dette trykk avlastes, vil kulelageret 208 beveges til omtrentlig posisjonen 3% i J-spalten 206. Som det vil sees av fagmannen har dette ingen virkning på posisjonen av forbiløpsventilinnretningen 116 eller ventilinnretningen 85. Dette tillater bruken av brønnringromstrykket å bli benyttet til å aktivisere andre anordninger i teststrengen 12, om det er noen, uten å stenge ventilen 85.

Dersom brønnringrommet 288 imidlertid trykksettes nok en gang, vil det sees at kulelageret 208 beveger seg nedad til omtrentlig posisjonen 4 i J-spalten 206, og når trykket avlastes, kulelageret på driftsventilenheten 212 kontakter overflaten 298 i posisjon 4, som således presser forbiløp-sventilen 116 oppad og ventilen 85 oppad med forbiløps-ventilen slik at testventilen 10 er igjen i blindstillingen vist i figur 2A-2G. Ved dette punktet vil det sees av fagmannen at cyklussystemet kan startes på nytt etter ønske.

Claims (9)

1. Ventil for bruk over en tetning eller ekspansjonstetning (28) i en brønnteststreng (12), hvilken ventil (10) innbefatter husinnretninger (45) for kopling til verktøystrengen, der husinnretningene (45) har en hovedsakelig gjennomløpende, sentral åpning (92) karakterisert ved forbiløpsinnretninger (116) i husinnretningene (45) for å gi kommunikasjon mellom den sentrale åpning (92) og et brønn-ringromsparti (288) over ekspansjonstetningen (28), hvorved ringromstrykket kan kommuniseres til et verktøystrengparti under ekspansjonstetningen (28), hvilke forbiløpsinnretninger (116) har valgbar åpen og lukket stilling, og glideventil-innretninger (85) plassert over forbiløpsinnretningene (116) i husinnretningene (45) for å gi kommunikasjon mellom den sentrale åpning (92) og et parti av verktøystrengen over husinnretningene, hvilke ventil innretninger (85) har valgvis åpen og lukket stilling.

2. Ventil ifølge krav 1, karakterisert ved at den videre innbefatter aktiviseringsinnretninger (174, 190,212) for selektivt å åpne og lukke forbiløpsinnretningene (116) og ventilinnretningene (85).

3. Ventil ifølge krav 2, karakterisert ved at den innbefatter spenninnretninger (254) for å presse aktivi seringsinnretningene (174,190,212) oppad inne i husinnretningene (45).

4. Ventil ifølge krav 3, karakterisert ved at spenninnretningene utgjør et gassfylt kammer (254) som tilveiebringer et oppad virkende trykk på aktiviseringsinnretningene.

5 . Ventil ifølge krav 1, karakterisert ved at glideventilinnretningene (85) innbefatter en dor (50) plassert i husinnretningene (45) og har en dorport (72) i kommunikasjon med det parti av verktøystrengen (12) som er over husinnretningene (45), og en ventilhylse (84) glidbart plassert på doren (50) og hylsen (84) har en ventilport (88), hvilken ventilport (88) er hovedsakelig i flukt med dorporten (72) når ventilinnretningene er i den åpne stilling.

6. Ventil ifølge krav 5, karakterisert ved at forbiløpsinnretningene (116) innbefatter nevnte husinnretning (45) med en husport (126), og en forbiløpsventil glidbart plassert i husinnretningene (45) og har en sirkulasjons-ventilport (140), hvilken port (140) er hovedsakelig i flukt med husporten (126) når forbiløpsinnretningene er i den åpne stilling.

7. Ventil ifølge krav 6, karakterisert ved at den videre innbefatter en sperre (190) på den glidende forbiløpsventil, og en drivstempelenhet (212) som kontakter sperren for lengdeveis gliding av forbiløpsventilen som reaksjon på brønnens ringromstrykk.

8. Ventil ifølge krav 6, karakterisert ved at den innbefatter krageinnretninger (110) for frigjørbart å forbinde ventilhylsen (84) til forbiløpsventilen.

9. Ventil ifølge krav 1-8, karakterisert ved at den innbefatter indikatorinnretninger (130,132,134) for å indikere en posisjon til forbiløpsinnretningene (116) med hensyn til husinnretningene (45).