DE3809401C1

DE3809401C1 - Method of fitting an underground safety valve in the delivery line of an underground gas reservoir

Info

Publication number: DE3809401C1
Application number: DE19883809401
Authority: DE
Inventors: Ingo Dipl.-Ing. 3000 Hannover De Petzold
Original assignee: KAVERNEN BAU- und BETRIEBS-GESELLSCHAFT MBH 3000 HANNOVER DE
Current assignee: KAVERNEN BAU- und BETRIEBS-GESELLSCHAFT MBH 3000 HANNOVER DE
Priority date: 1988-03-21
Filing date: 1988-03-21
Publication date: 1989-12-07

Abstract

In the method, the top end section (15) of the delivery pipe string (5) for storing and discharging the gas is made to a larger diameter over a length corresponding to the fitting depth of the underground safety valve (19). Inserted into the widened end section (15) is a pipe string (18) which is anchored with its bottom end in the delivery pipe string (5) in a pressure-tight and releasable manner. The underground safety valve (19) can be fitted in the pipe string (18) at the surface and tested in its fitted position. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbau eines Untertage-Sicherheitsventils in die Förderleitung eines Untertage-Gasspeichers.The invention relates to a method for installing an underground safety valve in the delivery line of an underground gas storage facility.

Die Speicherung von Gas erfolgt heutzutage vielfach in un tertätigen Kavernen unter hohem Druck. Geeignete Kavernen werden beispielsweise durch Aussolen von Salzstöcken herge stellt. Das Füllen und Entleeren von Kavernen erfolgt über eine Bohrung, die mit einer großkalibrigen, bis übertage zementierten Verrohrung ausgerüstet ist. In die zementierte Verrohrung ist ein Förderrohrstrang eingebaut, durch den bei Einlagerung und Entnahme das zu speichernde Gas gelei tet wird.Nowadays, gas is often stored in un operating caverns under high pressure. Suitable caverns are obtained, for example, by brining out salt domes poses. The caverns are filled and emptied via a well with a large caliber, to surface cemented piping. In the cemented A pipeline is installed through the piping through which the gas to be stored must be stored and removed is tested.

Bei Untertage-Gasspeichern der beschriebenen Art besteht die Notwendigkeit, in den Förderrohrstrang ein Untertage- Sicherheitsventil einzubauen, das bei einer Beschädigung des übertage befindlichen, an die Verrohrung bzw. den För derrohrstrang angeschlossenen Gasförderkopfes selbsttätig den Förderrohrstrang verschließt und ein ungewolltes Aus treten des unter hohem Druck stehenden Gases verhindert.In underground gas storage of the type described exists the need to install an underground Install safety valve in the event of damage of the above ground, to the piping or the För the pipe string connected gas feed head automatically closes the conveyor pipe string and an unwanted stop prevents the high pressure gas from occurring.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Einbau ei nes Untertage-Sicherheitsventils in die Förderleitung eines Untertage-Gasspeichers, insbesondere eines Kavernenspeichers anzugeben, das einfach und mit geringem Aufwand ausführbar ist.The object of the invention is to provide a method for installing egg underground safety valve in the delivery line of a Underground gas storage, in particular a cavern storage specify that easily and with little effort is.

Erfindungsgemäße wird dies dadurch erreicht, daß der obere Endabschnitt des Förderrohrstrangs auf einer der Einbautiefe des Untertage-Sicherheitsventils entsprechenden Länge in einem größeren Durchmesser ausgeführt wird und daß in den erweiter ten Endabschnitt ein Rohrstrang zur Aufnahme des Untertage- Sicherheitsventils eingesetzt wird, der mit seinem unteren Ende in dem Förderrohrstrang druckdicht und lösbar verankert wird. Das obere Ende des Rohrstranges wird im Gasför derkopf abgehängt. This is achieved according to the invention in that the upper End section of the production pipe string at one of the installation depths of the underground safety valve corresponding length in a larger Diameter is executed and that in the extended a pipe string to accommodate the underground Safety valve is used with its lower Anchored pressure-tight and detachable at the end in the conveyor pipe string becomes. The upper end of the pipe string is in the gas feed the head hung down.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß zum Ein- und Ausbau des Untertage-Sicherheitsventils lediglich ein verhältnismäßig kurzer Rohrstrang eingebaut oder gezo gen werden muß, in den das Untertage-Sicherheitsventil ein gesetzt wird. Der oft mehrere hundert Meter lange Förder rohrstrang kann dabei in seiner Einbaulage verbleiben und muß nicht bewegt werden.The inventive method has the advantage that Installation and removal of the underground safety valve only a relatively short pipe string installed or gezo in the underground safety valve is set. The conveyor, often several hundred meters long The pipe string can remain in its installed position and does not have to be moved.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich dadurch auch be sonders für eine Ausrüstung von Kavernenbohrungen, bei denen auch der Förderrohrstrang zementiert ist. Zwar be stünde in einem solchen Falle auch die Möglichkeit, ein so genanntes Wireline-Retrievable-Ventil am Seil in einen mit dem Förderrohrstrang eingebauten Landenippel einzusetzen. Diese Vorgehensweise ist aber vergleichsweise kompliziert und bedingt eine Ventilbauweise, die den freien Innendurch messer im Förderrohrstrang erheblich vermindert. Eine even tuell erforderliche Reparatur des Landenippels bedingt in diesem Fall umfangreiche Aufwältigungsarbeiten. Der Einsatz von sogenannten Tubing-Mounted-Ventilen, die als Teil der Förderrohrtour eingebaut werden, verbietet sich für zemen tierte Förderrohrtouren, da die Ventile in gewissen Zeitab ständen für Wartungsarbeiten ausgebaut werden müssen.The method according to the invention is therefore also suitable especially for equipping cavern bores, at to which the conveyor pipe string is also cemented. Although be in such a case there would also be the possibility of doing so called wireline retrievable valve on the rope in one with to insert the landing nipple installed in the conveyor pipe string. However, this procedure is comparatively complicated and requires a valve design that the free inside Knife significantly reduced in the conveyor pipe string. An even repair of the landing nipple required in extensive work of overcoming in this case. The stake of so-called tubing-mounted valves, which are part of the Conveyor tube tour is forbidden for zemen tured conveyor tube tours, since the valves stands for maintenance work must be removed.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird demgegenüber auch die Verwendung von Tubing-Mounted-Ventilen, die einen größeren freien Innendurchmesser haben, möglich. Im Fall des Einsatzes eines Wireline-Retrievable-Ventils können bei einer erfindungsgemäßen Installation auch die Landenippel nach Erfordernis sehr einfach und mit geringem Aufwand aus gebaut werden.In contrast, with the method according to the invention the use of tubing-mounted valves that one have a larger free inner diameter. In the case of using a wireline retrievable valve can an installation according to the invention also the landing nipples very simple and with little effort if required be built.

Durch die Erweiterung des Endabschnitts des Förderrohr strangs kann der Rohrstrang für den Einbau des Untertage-Si cherheitsventils in seinem Durchmesser dem Durchmesser des Förderrohrstrangs angepaßt werden, so daß auch in diesem Bereich der volle Strömungsquerschnitt zur Verfügung steht. By expanding the end section of the conveyor pipe The pipe string for the installation of the underground Si safety valve in its diameter the diameter of the Conveyor pipe string are adjusted so that in this Area of full flow cross-section is available.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich weiterhin da durch vorteilhaft aus, daß die gesamte Untertage-Sicher heitsventil-Baueinheit bereits übertage vollständig zusam mengestellt und einer Funktions- und Dichtheitsprüfung un terzogen werden kann. Hierdurch können die Installations zeiten sowie der Installationsaufwand für Erstinstallation bzw. Reparaturen erheblich gesenkt werden. Die Dichtheit der Verbindungsstelle zwischen dem Rohrstrang und dem För derrohrstrang kann ebenfalls auf einfache Weise geprüft werden, indem der Ringraum zwischen dem erweiterten Endab schnitt und dem Rohrstrang abgedrückt wird. Nach der Prü fung wird der Ringraum vorzugsweise mit einem Schutzgas oder einer Schutzflüssigkeit gefüllt.The method according to the invention continues to stand out by advantageous from that the entire underground safe safety valve assembly completely together above ground and a function and leak test can be educated. This allows the installation times as well as the installation effort for initial installation or repairs can be significantly reduced. The tightness the connection point between the pipe string and the För the tubing string can also be checked in a simple manner by dividing the annulus between the extended end cut and the pipe string is pressed. After the test the annular space is preferably protected with a protective gas or a protective liquid.

Abhängig von der vorgesehenen Fahrweise des Gaskavernen speichers ist es teilweise notwendig, unterhalb des Unter tagesicherheitsventils eine Injektionseinrichtung für Me thanol oder Glykol zu installieren. Bei dem erfindungs gemäßen Verfahren ist es möglich, diese Injektionein richtung direkt unterhalb des Untertagesicherheitsventils und damit integriert innerhalb der Untertage-Sicherheits ventil-Baueinheit zu installieren. Dies hat den Vorteil, daß für die Erstinstallation der Injektionseinrichtung diese zusammen mit der Untertage-Sicherheitsventil-Bauein heit komplett vormontiert und auf Dichtheit und Funktion geprüft werden kann. Für Reparaturen an der Injektionsein richtung muß bei erfindungsgemäßer Installation nicht der gesamte Förderrohrstrang, sondern lediglich die Untertage- Sicherheitsventil-Baueinheit ausgebaut werden.Depending on the intended driving style of the gas caverns memory, it is sometimes necessary to underneath the sub daily safety valve an injection device for me install ethanol or glycol. In the invention according to the method it is possible to inject this Direction directly below the underground safety valve and thus integrated within the underground security install valve assembly. This has the advantage that for the initial installation of the injection device this together with the underground safety valve assembly completely pre-assembled and for tightness and function can be checked. For repairs to the injection unit direction does not have to with the installation according to the invention entire conveyor pipe string, but only the underground Safety valve assembly to be removed.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist weiterhin vorgese hen, daß der Gasförderkopf mit einer Schleuseneinrichtung versehen werden kann, deren Länge ausreicht, um den Rohr strang mit dem Untertage-Sicherheitsventil aufzunehmen. The method according to the invention is also used for the preliminary analysis hen that the gas delivery head with a lock device can be provided, the length of which is sufficient for the pipe line with the underground safety valve.

Eine solche Schleuseneinrichtung hat den Vorteil, daß die Untertage-Sicherheitsventil-Baueinheit bei Bedarf auch un ter Druck aus- und eingebaut werden kann.Such a lock device has the advantage that the Underground safety valve assembly if required ter pressure can be removed and installed.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand ei nes in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungs beispiels näher erläutert.The method according to the invention is described below using ei Nes execution shown schematically in the drawing example explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt die Untertage-Komplettierung der För derbohrung einer zur Gasspeicherung ausgerüsteten Salzka verne in der Version mit zementierter Förderrohrtour. In eine von dem Kavernenhals 2 bis zur Geländeoberfläche 3 ze mentierte, großkalibrige Rohrtour 4 ist ein Förderrohr strang 5 eingebaut. Der Förderrohrstrang 5 besteht - von unten nach oben betrachtet - aus einem Endrohr 6 mit einem Landenippel 7 für einen Stopfen, einem Ankerdichtstück 8, einem verschließbaren Zementierfenster 9 mit darüberliegen dem Landenippel 10, einem Übergang 11 zum Übergang auf einen größeren Rohrdurchmesser, einem Hauptrohrstrang 12, einem Ankerdichtstück 13, einem Übergang 14 und einem im Durchmesser erweiterten Endabschnitt 15. Der Endabschnitt 15 ist in einer Abhängung 16 verankert. Zwischen dem End rohr 7 und der Rohrtour 4 ist nahe dem Rohrschuh ein Per manentpacker 17 eingesetzt. Der Förderrohrstrang 5 ist zwischen der Abhängigkeit 16 und dem Packer 17 in der Rohrtour 4 vollständig zementiert.The drawing shows the completion of the underground drilling of a salt cavern equipped for gas storage in the version with a cemented production tube tour. In a from the cavern neck 2 to the terrain surface 3 ze mented, large-caliber pipe tour 4 , a conveyor pipe string 5 is installed. The conveyor pipe string 5 - viewed from the bottom upwards - consists of an end pipe 6 with a landing nipple 7 for a stopper, an anchor sealing piece 8 , a closable cementing window 9 with the landing nipple 10 lying above it, a transition 11 for the transition to a larger pipe diameter, a main pipe string 12 , an anchor sealing piece 13 , a transition 14 and an enlarged end section 15 . The end section 15 is anchored in a suspension 16 . Between the end tube 7 and the tube tour 4 a Per manentpacker 17 is used near the tube shoe. The conveyor pipe string 5 is completely cemented between the dependency 16 and the packer 17 in the pipe tour 4 .

Das Ankerdichtstück 13 und der Übergang 14 befinden sich etwa in einer Tiefe von 10 m und bilden zusammen mit dem Endabschnitt 15 die bauliche Voraussetzung für den Einbau eines Rohrstrangs 18, in den ein Untertage-Sicherheitsven til 19 eingebaut ist. Der Rohrstrang 18 ist in dem Anker dichtstück 13 mit Hilfe einer lösbaren Verbindung verankert und mit einem Dichtelement abgedichtet und mit seinem oberen Ende in einem Hänger 20 gehalten. Eine Steuerleitung 21 führt von dem Untertage-Sicherheitsventil 19 durch den zwischen dem Endabschnitt 15 und dem Rohrstrang 18 gebilde ten Ringraum 22 nach übertage und ermöglicht das Ansteuern des Ventils 19 von dort aus.The anchor sealing piece 13 and the transition 14 are approximately at a depth of 10 m and, together with the end section 15, form the structural prerequisite for the installation of a pipe string 18 into which an underground safety valve 19 is installed. The pipe string 18 is anchored in the anchor sealing piece 13 with the aid of a releasable connection and sealed with a sealing element and held with its upper end in a hanger 20 . A control line 21 leads from the underground safety valve 19 through the annular space 22 formed between the end section 15 and the pipe string 18 to the surface and enables control of the valve 19 from there.

Durch die beschriebene Untertage-Komplettierung der Kaver nenbohrung einer Gasspeicherkaverne wird ein außerordent lich einfacher und sicherer Einbau eines Untertage-Sicher heitsventils 19 ermöglicht. Der das Untertage-Sicherheits ventil 19 aufnehmende Rohrstrang 18 hat eine vergleichsweise geringe Länge und kann daher bei Bedarf auch unter Druck über eine Schleuse ausgebaut werden. Funktion und Dichtheit des Untertage-Sicherheitsventils lassen sich vor dem Einbau prüfen. Ebenso kann die Dichtheit an der Verbindungsstelle im Ankerdichtstück 13 geprüft und erforderlichenfalls über das Verhalten des Drucks im Ringraum 22 permanent überwacht werden. Die Bauart des Untertage-Sicherheitsventils kann frei gewählt werden, da keine besonderen Einbauerforder nisse erfüllt werden müssen. Ebenso einfach und kostengün stig wie der Einbau ist auch eine Rekomplettierung des Un tertage-Sicherheitsventils, so daß sich durch das erfin dungsgemäße Verfahren auch die Wartungskosten beim Betrieb eines Untertage-Gasspeichers niedrig halten lassen.The described completion of the underground cavern bore of a gas storage cavern enables an extraordinarily simple and safe installation of an underground safety valve 19 . The underground safety valve 19 receiving pipe string 18 has a comparatively short length and can therefore be expanded if necessary under pressure via a lock. The function and tightness of the underground safety valve can be checked before installation. Likewise, the tightness at the connection point in the anchor sealing piece 13 can be checked and, if necessary, permanently monitored via the behavior of the pressure in the annular space 22 . The design of the underground safety valve can be chosen freely since no special installation requirements have to be met. Just as simple and inexpensive as the installation is also a re-completion of the underground safety valve, so that the maintenance costs for operating an underground gas storage can be kept low by the method according to the invention.

Claims

1. The method for installing an underground Sicherheitsven valve in the delivery line of an underground gas storage chers, characterized in that the upper Endab section ( 15 ) of the production tubing string ( 5 ) at a depth corresponding to the installation depth of the underground safety valve ( 19 ) leads to a larger diameter, and that in the enlarged end section ( 15 ) a pipe string ( 18 ) for receiving the underground safety valve ( 19 ) is used, which is anchored tightly and releasably with its lower end in the conveyor pipe string ( 5 ) becomes.

2. The method according to claim 1, characterized in that the conveyor pipe string ( 5 ) and the underground safety valve ( 19 ) containing pipe string ( 18 ) are suspended independently of one another above ground.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the underground safety valve ( 19 ) and the pipe string ( 18 ) with the hanger ( 20 ) and the control line ( 21 ) completely preassembled and the preassembled unit from the tube web ( 18 ), Underground safety valve ( 19 ), trailer ( 20 ) and control line ( 21 ) is tested and tested above ground.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the annular space ( 22 ) between the end section ( 15 ) and the tubing string ( 18 ) is filled with protective gas or a protective liquid.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pressure in the annular space ( 22 ) is monitored.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the main section ( 12 ) of the production pipe string ( 5 ) and the pipe string ( 18 ) for the underground safety valve ( 19 ) are executed in the same diameter.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the gas delivery head can be provided with a lock device, the length of which is sufficient to the complete unit of tubing ( 18 ) underground safety valve ( 19 ), hanger ( 20 ) and control line ( 21 ) record.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that an injection device for methanol or glycol can also be installed directly underneath the underground safety valve ( 19 ).