NL1011069C2 - Werkwijze en installatie voor het inbrengen van een buis in een boorgat in de aardbodem. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Werkwijze en installatie voor het inbrengen van een buis in een boorgat in de aardbodem

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het inbrengen van een buis in een boorgat in de aardbodem volgens het inleidende deel van conclusie 1. De uitvinding heeft tevens betrekking op een installatie voor het inbren-5 gen van een buis in een boorgat in de aardbodem volgens het inleidende deel van conclusie 10.

Een dergelijke werkwijze en installatie zijn uit de praktijk bekend.

Bij toepassing van een dergelijke werkwijze en instal-10 latie worden telkens buisdelen door middel van een schroef-koppeling gekoppeld aan het bovenuiteinde van een in het boorgat reikende buis._Al naar gelang de buis dieper in de grond is gebracht wordt telkens een buisdeel of een samenstel van meerdere buisdelen door aankoppelen aan de buis 15 toegevoegd.

Nadelig hierbij is dat de koppelingen ruimte in beslag nemen waardoor de buitendiameter van de pijp bij de koppelingen toeneemt bij gelijkblijvende binnendiameter of de binnendiameter afneemt bij gelijkblijvende buitendiameter.

20 De koppelingen zijn bovendien kwetsbaar en slijtagegevoelig en moeten met nauwkeurig beheerste koppels worden aangedraaid om enerzijds een goede verbinding en afdichting te waarborgen en anderzijds overbelasting van de koppelings-helften te voorkomen.

25 Ook is het bekend om eerst buisdelen aan elkaar te lassen en op een spoel te wikkelen. Bij het installeren van de aldus verkregen buis wordt de spoel afgerold. Nadelig aan deze methode is dat om een enigszins hanteerbare spoel te verkrijgen de buisdelen sterk gebogen moeten worden, waarbij 30 deze sterk plastisch worden gedeformeerd als deze op de spoel worden gewikkeld. Dit heeft een negatieve invloed op de mechanische eigenschappen en de geometrie van de buisdelen nadelig. Ook is deze methode niet geschikt voor het installeren van concentrische buizen.

1011069 -2-

Het is een doel van de uitvinding de bezwaren die kleven aan de genoemde werkwijzen en inrichtingen, althans in belangrijke mate, te vermijden.

Dit doel wordt volgens de onderhavige uitvinding be-5 reikt door een werkwijze van de initieel aangeduide soort uit te voeren conform het kenmerkende deel van conclusie 1 De uitvinding voorziet tevens in een installatie van de initieel aangeduide soort die voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding is ingericht conform het kenmer-10 kende deel van conclusie 10.

Door telkens een buisdeel aan een proximaal uiteinde van de buis te lassen terwijl de buis in het boorgat reikt, wordt telkens een uitstekend afsluitende verbinding tussen de buisdelen verkregen die bovendien een aanzienlijk gerin-15 gere verdikking vormt dan de bekende schroefverbindingen of zelfs in het geheel geen verdikking van betekenis vormt. Doordat daarbij het lassen telkens wordt uitgevoerd aan de in het boorgat reikende buis, worden de buisdelen telkens pas toegevoegd aan de buis wanneer dit voor het verder in de 20 bodem brengen van de buis nodig is. Opwikkelen van de buis om deze voorafgaand aan het inbrengen op te slaan en bijbehorende plastische deformaties kunnen derhalve achterwege blijven en het toepassen van een moeilijk hanteerbare, de hoorbuis dragende spoel is aldus overbodig.

25 Bijzonder voordelige uitvoeringsaspecten van de uit vinding zijn beschreven in de afhankelijke conclusies.

Verdere doelen, uitwerkingen, effecten en details van de uitvinding blijken uit de navolgende beschrijving van een uitvoeringsvoorbeeld, waarbij wordt verwezen naar de teke-30 ning. De figuur toont schematisch een installatie voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding.

De figuur toont een boorput 1 waarin een buis 2 is gebracht. De buis 2 is opgebouwd uit met elkaar verbonden buisdelen 8. De buis 2 strekt zich uit zowel in als buiten 35 de boorput 1. Buiten de boorput 1 wordt de buis 2 geleid langs een geleidingsbaan met geleiders 4, 5 die, gerekend vanaf een proximaal uiteinde 10 van de buis 2 eerst horizon- 1n 11 nR p -3- taal door een doorlaat 15 en dan via een vloeiende bogen tot een verticaal deel in lijn met het boorgat 1 verloopt, waar een invoerinrichting 3 die dient om de buis axiaal en in ro-tatiezin vast te houden, op de buis aangrijpt. De geleiders 5 4, 5 zijn voorzien van rollen waarover de buis 2 in axiale richting kan rollen. Bij voorkeur zijn de rollen ook voorzien van stuurassen en uitgevoerd als casterwielen, zodat deze zich ook naar rotatie van de buis 2 kunnen voegen.

Door het gebogen verloop van de geleidebaan is het 10 proximale uiteinde van de buis 2 buiten de lijn van de boorput 1 gelegen. De geleiders 4, 5, zorgen er voor, dat het proximale uiteinde 10 van de buis 2 in het gebied van een verbindingsapparaat 6 nagenoeg horizontaal is georiënteerd.

De geometrie van de baan waarlangs de buis 2 verloopt 15 is zodanig dat de buis 2 in hoofdzaak uitsluitend elastisch vervormd wordt. Hierdoor blijven de mechanische eigenschappen van de buis 2 in hoofdzaak intact, en treden geen vervormingen of beschadigingen van de buis op. Om dit te bereiken dient van elke bocht in de baan van de buis 2 de radius 20 zodanig groot te zijn dat slecht elastische vervorming van de buis 2 optreedt bij het doorlopen van de bocht. De minimaal toelaatbare radius is onder andere afhankelijk van de geometrie en materiaaleigenschappen van de toegepaste buis. Voor bepaalde soorten buizen die veel gebruikt worden bij de 25 winning van aardolie kan bijvoorbeeld een radius in de orde van 10-20 m en bij voorkeur 13-17 m toegepast worden.

Door middel van het verbindingsapparaat 6 kan de buis 2 verlengd worden met een volgend buisdeel 8. Dergelijke buisdelen zijn aanwezig in een opslag 11, waar deze buisde-30 len 8 in dit voorbeeld horizontaal en evenwijdig aan een op het proximale uiteinde TO van de buis 2 aansluitend eindge-deelte van die buis 2 zijn opgeslagen.

Voor het verlengen van de buis 2 met een nieuw buisdeel wordt een buisdeel 8 uit de opslag 11 genomen en door 35 middel van een transporteur 7 toegevoerd aan het verbindingsapparaat 6. Het verbindingsapparaat 6 is uitgevoerd als een gemechaniseerde lasmachine. Dergelijke apparaten zijn in 1011069 ____________ -4- de handel verkrijgbaar en hier derhalve niet nader beschreven. Het proximale uiteinde 10 van de buis 2 bevindt zich eveneens in de lasmachine 6.

Dankzij de vorm waarin de buis 2 door de geleiders 4, 5 5 wordt gehouden, bevindt het proximale uiteinde 10 van de buis 2 van de boorput 1 zich op afstand van de boorput. Doordat het aanbrengen van een volgend buisdeel 8 op afstand van de boorput 1 kan plaatsvinden komt het gebied nabij de boorput 1 nu vrij voor andere werkzaamheden en kan het ver-10 binden plaatsvinden op een locatie waar meer ruimte beschikbaar is en waar minder gevaren door grote bewegende delen bestaat. Dit effect is overigens ook van voordeel als de verbinding tussen de buis en een toe te voegen buisdeel op andere wijze dan door lassen wordt verkregen. Bij het maken 15 van de verbindingen door lassen is een geschikte plaats en oriëntatie van de te verbinden buisgedeeltes echter van bijzonder belang

Verder is de ruimte 12 waar het lassen plaats heeft door een afscherming 14 afgeschermd van de hooromgeving en 20 het klimaat zodat de koppelingshandelingen ongehinderd en onder beheerste omstandigheden kunnen worden uitgevoerd. De horizontale afstand tussen de putmond 13 en de plaats waar het lassen plaats heeft bedraagt bij voorkeur ten minste 10 m en meer in het bijzonder bij voorkeur minstens 15 tot 25 17 m.

Bij boorgaten waar olie en/of gas kan worden aangetroffen bestaat in een gebied rond de putmond 13 bovendien gevaar voor brand en explosies. Door de verbindingshandelin-gen volgens op afstand van de putmond 13 uit te voeren kun-30 nen deze buiten het gebied met bijzonder brand- en explosiegevaar worden verricht verrichten.

In het uitvoeringsvoorbeeld worden de buisdelen 8 horizontaal ten opzichte van de boorput aan de buis 2 toegevoegd; de uitvinding is echter niet hiertoe beperkt. Ook an-35 dere posities op afstand van de boorput kunnen worden toegepast zoals bijvoorbeeld op afstand in lijn met de boorput, 101 1Γ5 9 -5- evenwijdig met de boorput of onder een schuine hoek met de boorput.

De lasmachine 6 last telkens wanneer het proximale uiteinde 10 van de buis 2 de laszone van de lasmachine 6 5 heeft bereikt het een buisdeel 8 aan de buis 2. Hierdoor wordt de buis 2 verlengd met de lengte van het buisdeel 8. “

Vervolgens wordt de buis 2 over de lengte van het zojuist toegevoegde buisdeel 8 verplaatst langs de hierboven beschreven baan, waarbij de buis 2 dieper in de boorput 1 10 wordt gebracht. Hiertoe wordt de invoerinrichting 3 in werking gesteld.

In dit voorbeeld is de invoerinrichting 3 verder ingericht voor het doen roteren van de buis 2. Het buiten het boorgat 1 uitstekende deel van de buis roteert daarbij om 15 zijn as. Doordat de buis „2 in het gebied van de geleiders 4, 5 uitsluitend elastisch vervormd is, is dit zonder wezenlijke nadelige gevolgen voor de belastbaarheid en geometrie van de desbetreffende buisdelen 8 mogelijk. In het bijzonder kan volgens de uitvinding de rotatie van de buis gebruikt worden 20 tijdens het boren of het inbrengen van een boorgatwand (een zogenaamde casing).

Hoewel in dit voorbeeld is uitgegaan van een enkele buis is de uitvinding ook toepasbaar in geval van concentrische buisdelen. De verschillende concentrische buisdelen 25 kunnen na elkaar in de boorput worden aangebracht of gelijktijdig worden geïnstalleerd.

De uitvinding kan met bijzonder voordeel worden toegepast bij het inbrengen van buizen in een put waarbij onder een afdichting 16 aan de bovenzijde van de put een overdruk 30 heerst, een situatie die ook wel "underbalanced" wordt genoemd. Doordat de gelaste buis veel constantere buitendiameter heeft dan een uit aan elkaar geschroefde buisdelen samengestelde buis kan het boorgat 1 ter plaatse van de put-mond 13 en buis beter worden afgedicht door middel van een 35 afsluiter zoals bijvoorbeeld een blow-out preventer. Daarbij is vooral van belang, dat de afdichting 16 van de afsluiter tegen de buis aanzienlijk kleinere verschillen in diameter 101 106 9 -6- hoeft te kunnen overbruggen dan bij toepassing van een uit aan elkaar geschroefde delen samengestelde buis het geval is.

Het zal de deskundige duidelijk zijn, dat binnen het 5 kader van de uitvinding vele alternatieve uitvoeringswijzen mogelijk zijn die afwijken van het hiervoor beschreven voordbeeld. Zo kunnen de voorgestelde wijze van inbrengen van een buis en de in dat kader voorgestelde installatie bijvoorbeeld worden toegepast bij diverse soorten putten die ge-10 bruikt worden ten behoeve van het winnen van delfstoffen of het nemen van monsters daarvoor. Ook is hetgeen is voorgesteld toepasbaar voor het inbrengen diverse soorten buisde-len, zoals bijvoorbeeld casings, boorpijpen, productieli-ners, en gecladde buizen. Verder kan het inbrengen en/of ro-15 teren van de buis bij het toevoegen van een buisdeel al dan niet worden onderbroken.

101 10R 0

Claims (16)

1. Werkwijze voor het inbrengen van een buis (2) in een boorgat (1) in de aardbodem voor de winning van delfstoffen, waarbij telkens een buisdeel (8) aan een proximaal" uiteinde (10) van de buis (2) wordt toegevoegd terwijl de 5 buis (2) in het boorgat (1) reikt, en vervolgens met het verder inbrengen van de buis (2) in het boorgat (1), met het kenmerk dat het toevoegen van het buisdeel (8) wordt uitgevoerd door middel van lassen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het lassen 10 op afstand van het boorgat (1) wordt uitgevoerd.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij het lassen in een afgeschermde ruimte (12) plaatsvindt.

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het volgende buisdeel (8) tijdens het lassen uit 15 lijn met een proximaal gedeelte van het boorgat (1) verkeert .

5. Werkwijze volgens conclusie 4, waarbij het volgende buisdeel (8) tijdens het lassen onder een hoek met een proximaal gedeelte van het boorgat (1) is georiënteerd.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, waarbij het volgende buisdeel (8) tijdens het lassen horizontaal is georiënteerd.

7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij telkens buisdelen (8) na het toevoegen een voorafgaand buisdeel (8) naar_het boorgat (1) volgen langs een ge- 25 kromd traject. .........

8. Werkwijze volgens conclusie 7, waarbij genoemde buisdelen gedurende.het.dOQrlopen van genoemd gekromd traject worden gebogen en daarbij uitsluitend elastisch worden vervormd.

9. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het boorgat (1) in het gebied van een putmond (13) tegen de buis (2) afgedicht wordt gehouden en waarbij onder de afdichting een ovexdrük heerst. ί011069 -βίο. Installatie voor het inbrengen van een buis (2) in een boorgat (1) in de aardbodem voor de winning van delfstoffen, omvattende een putmond (13), middelen (3) voor het inbrengen van een buis (2) in de putmond (13), middelen (6) 5 voor het toevoegen van een buisdeel (8) aan een in de putmond (13) stekende buis (2), met het kenmerk dat de middelen voor het toevoegen van een buisdeel (8) aan een in de putmond stekende buis (2) zijn uitgevoerd als een lasinrichting (6) .

11. Installatie volgens conclusie 10, waarbij de las inrichting (6) op afstand van de putmond (13) is gelegen.

12. Installatie volgens conclusie 10 of 11, waarbij de lasinrichting (6) voorzien is van een afscherming (14) die de lasinrichting (6) omgeeft.

13. Installatie volgens een der conclusies 10-12, waarbij de lasinrichting (6) is voorzien van een doorlaat (15) voor het opnemen van het toe te voegen buisdeel (8) tijdens het lassen, waarbij genoemde doorlaat (15) uit lijn met een proximaal gedeelte van het boorgat (1) is gelegen.

14. Installatie volgens conclusie 13, waarbij genoemde doorlaat (15) onder een hoek met een proximaal gedeelte van het boorgat (1) is georiënteerd.

15. Installatie volgens conclusie 14, waarbij genoemde doorlaat (15) horizontaal is georiënteerd.

16. Installatie volgens een der conclusies 10-15, ver der voorzien van een geleiding (4, 5) ingericht om telkens buisdelen na het toevoegen langs een gekromd traject naar het boorgat (1) te voeren.

17. Installatie volgens een der conclusies 10-16, ver- 30 der voorzien van een afdichting (16) voor het afdichten van de putmond (13) tegen de buis (2) voor het tegengaan van het langs de buis (2) uitstromen van fluïdum uit het boorgat (1) . 101106 P