NL1012679C2 - Stelsel voor het op de binnenzijde van pijpen aanbrengen van een bekleding. - Google Patents

Description

Stelsel voor het op de binnenzijde van pijpen aanbrengen van een bekleding

De uitvinding heeft betrekking op een stelsel voor het op de binnenzijde van pijpen aanbrengen van een bekleding. Dit stelsel omvat volgens de uitvinding 5 a) een sproei-eenheid waarmee het bekledingmateriaal op de binnenzijde van de pijp wordt gesproeid, b) transportmiddelen waarmee de sproei-eenheid door de pijp wordt voortbewogen, c) middelen voor het aan de sproeikop toevoeren van bekledingsmateriaal.

10 Stand der techniek a. Stelsels voor het bekleden van pijpen, tunnels en dergelijke.

Stelsels voor het aanbrengen van een bekleding op de binnenwand van een pijp, een tunnel, een buis en dergelijke zijn uit de stand der techniek bekend.

15 Een eerste voorbeeld is beschreven in EP0667188. Dit stelsel omvat een externe eenheid met opslagtanks voor de componenten van de bekleding, een haspel of trommel waarop een slang is gewonden en een interne sproeikop die tijdens bedrijf door de te bekleden pijp zal bewegen. De slang, die op de haspel is gewonden, heeft een aantal interne kanalen die elk via geschikte koppelingen een van de reservoirs verbinden met 20 een mengkamer in de sproeikop.

Voordat de werkzaamheden kunnen worden uitgevoerd moet het stelsel worden voorbereid. Om te beginnen wordt een hulplijn door de pijp aangebracht zodanig dat de lijn zich uitstrekt vanaf een eerste ingang naar een tweede ingang. De externe eenheid wordt geïnstalleerd boven de eerste ingang. De slang wordt van de haspel afgetrokken, 25 gekoppeld aan het respectievelijke uiteinde van de hulplijn en door middel van deze lijn door de pijp getrokken. Nadat het einde van de slang de tweede ingang heeft bereikt wordt de lijn losgekoppeld en wordt de sproeikop geïnstalleerd. Daarna worden de pompen gestart voor het verpompen van de componenten van de bekleding door de kanalen in de slang tot aan de sproeikop, waar zij worden ontvangen, gemengd in de 30 mengkamer en versproeid in de richting van de buiswand. Niet alleen de pompen worden ingeschakeld ook de haspel-aandrijfmotor wordt ingeschakeld teneinde de haspel langzaam te laten roteren zodat de slang wordt teruggetrokken waardoor de sproeikop langzaam door de buis beweegt. Op deze wijze wordt het bekledingsmateriaal op de 1 01 26 7 9 2 wand van de buis versproeid over de gehele lengte van de buis tussen de twee ingangen. Aannemend dat na het vermengen de twee componenten slechts een zeer korte uithardtijd nodig hebben zal het mengsel gemakkelijk hechten aan de wand van de buis en daarop een bekleding vormen.

5 Een ander voorbeeld is beschreven in GB1591409. In dit geval is de sproeikop geïnstalleerd op een wagen die beweegbaar is door de pijp die moet worden bekleed. De wagen kan door middel van een trekkabel (op de boven beschreven wijze) door de pijp worden getrokken of kan door de pijp worden bewogen door middel van elektromotoren die de diverse wielen van de wagen aandrijven. Op dezelfde wijze als boven is 10 beschreven wordt een slang afgetrokken van een haspel en gekoppeld met de sproeikop. De componenten van de bekleding worden door kanalen in de slang toegevoerd vanuit de voorraadtanks aan de oppervlakte. Voor het bedrijven van dit stelsel zijn ook twee ingangen nodig tot in de te bekleden pijp, een aan elk einde van de te bekleden pijpsectie. Eerst moet een trekkabel door de pijp worden getrokken. Vervolgens wordt 15 de trekkabel gebruikt om de wagen met de daarmee gekoppelde slang door de pijp te trekken waarna het stelsel gereed is voor bedrijf. Door langzaam de slang op de trommel of haspel op te wikkelen wordt de wagen met daarop de actieve sproeikop door de pijp getrokken waarbij een beklede pijpwand wordt achtergelaten.

In de uitvoeringsvorm waarin de wagen door elektromotoren wordt voortgestuwd 20 kan de werking vanuit slechts een enkele toegang plaatsvinden. De wagen wordt in de pijp geplaatst en wordt in beweging gebracht waarbij de aandrijfkracht voldoende moet zijn om niet alleen de toevoerslang mee te slepen maar ook een elektrische vermogens-kabel (voor het voeden van de motoren) door de pijp.

Een andere uitvoeringsvorm van een sproeiinstallatie voor het bekleden van pij-25 pen is beschreven in WO8804387. Tezamen met een treklijn worden slangmiddelen door de gehele lengte van de respectieve pijpsectie getrokken tussen twee toegangen tot deze pijp en op de bodem van de pijp gelegd. De slangen worden gevuld met een vooraf bepaalde hoeveelheid van een hardbare bekledingssamenstelling. Een centrifugale bekledingsmachine wordt voort bewogen over de lengte van de slang waarbij de 30 slang voor de voortbewegende centrifugale bekledingsmachine wordt gespleten ten einde het uittreden van de bekledingssamenstelling vanuit de slang mogelijk te maken en de gemengde hardbare samenstelling toe te voeren aan een centrifugale impeller van de centrifugale bekledingsmachine die op zijn beurt de hardbare samenstelling aan-

1 01 26 7 S

3 brengt op de wand van de pijp terwijl de centrifugale bekledingsmachine voortbeweegt door de pijp. De treklijn wordt gebruikt om de machine over de gehele lengte door de te bekleden pijp te trekken.

Een andere tot de stand der techniek behorende uitvoeringsvorm is bekend uit 5 EP0094819. Deze installatie versproeit een uit een component bestaande bekleding van tixotrope hars op de binnenwanden van de pijp. Evenals in de andere boven beschreven installaties wordt de sproei-eenheid in dit stelsel door middel van een hulplijn tussen een eerste en tweede toegang voortgetrokken en door middel van de toevoerslang weer teruggetrokken vanaf de tweede naar de eerste toegang.

10 Verdere uitvoeringsvormen van bekledingsapparaten kunnen bijvoorbeeld wor den gevonden in DE19841891 en US3966389 die hier niet in detail zullen worden besproken.

Alle bovengenoemde uit de stand der techniek bekende stelsels hebben een gemeenschappelijk nadeel dat er twee toegangen nodig zijn tot de te bekleden pijp, een 15 aan het eerste uiteinde en een aan het tweede uiteinde van de respectieve pijpsectie, zodat voor het starten van de operatie een trekdraad of treklijn door de pijp moet worden gevoerd vanaf het eerste uiteinde naar het tweede uiteinde ervan. In geen van de uit de stand der techniek bekende publicaties zijn gegevens aangetroffen omtrent de wijze waarop deze hulplijn door de pijp wordt ingebracht.

20 Onder praktische omstandigheden kunnen dergelijke stelsels alleen over relatief korte afstanden worden gebruikt. EP0667188 noemt 100-150 meter, WO8804387 noemt honderd meter als voorbeeld en EP0094819 wijst op "meer dan 100 meter".

Alleen de uitvoeringsvorm waarin een wagen met eigen voortbewegingsmoge-lijkheden wordt toegepast kan met één toegang volstaan. Het feit echter dat een tame-25 lijk gecompliceerd wagentje moet worden gebruikt wordt als nadeel beschouwd en verder is ook de lengte van de pijp die moet worden bekleed toch nog beperkt omdat het tamelijk kleine wagentje de voedingsslang samen met een vermogenskabel door te pijp moet slepen. Deze kleine wagentjes zijn niet in staat om dat de doen over langere afstanden dan 50 tot 100 meter.

30 b. Coiled tubing

Uit de stand der techniek is een methode bekend voor het uitvoeren van operaties in een pijp, buis, tunnel en dergelijke, waarbij slechts een ingang tot de genoemde pijp, 10 ! 26 7 9«* 4 buis, tunnel en dergelijke nodig is. Deze techniek staat bekend als de "coiled tubing" techniek en wordt in hoofdzaak gebruikt in combinatie met olie- of gasbronnen of boorgaten voor andere doelen. Bij coiled tubing gaat het om een continue lengte van een flexibel product dat in veel gevallen maar zeker niet uitsluitend is vervaardigd uit 5 staal. Oorspronkelijk werd een stalen strip geleidelijk aan tot een buisvorm opgewikkeld waarbij een longitudinale lasnaad werd gemaakt met behulp van geschikte lastechnieken. Meer recentelijk is tubing vervaardigd uit composiete materialen ontwikkeld. De lengte van een dergelijke "coiled tubing" kan diverse duizenden meters zijn.. De coiled tubing (of "gewikkelde buis') wordt over het algemeen opgeslagen op een 10 haspel die naar en van de bedrijfsplek wordt vervoerd met behulp van een voertuig. Tijdens bedrijf wordt de coiled tubing van de haspel afgewikkeld en via een zogenaamde ganzennek tot in de bron geleid via een zogenaamde coiled tubing injector. Deze buigt de tubing waarbij verschillende fluctuele spanningen en plastische deformaties in de buis worden gecreëerd Door middel van de injector kan de buis voorwaarts 15 worden geduwd (in een boorgat) of achterwaarts worden getrokken (uit het boorgat). Meer informatie omtrent deze coiled tubing techniek kan worden gevonden in bijvoorbeeld US5853118, US5803168, US5799731, EP0953724 en W0985919.

Informatie betreffende geschikte buizen vervaardigd uit composiet materiaal kan worden gevonden in US5921285.

20 Alhoewel de meerderheid van de gas- en oliebronnen zich in hoofdzaak verticaal uitstrekt, zijn er ook bronnen die zich gedeeltelijk horizontaal of nagenoeg horizontaal uitstrekken, maar in elk geval niet strikt verticaal. Voorbeelden daarvan kunnen worden gevonden in bijvoorbeeld in US5704393, GB2338010, W09859149. Indien een coiled tubing wordt neergelaten in een verticale put dan zal het eigen gewicht van de coiled 25 tubing bijdragen aan deze neerlaat operatie. Dit voordeel wordt geëlimineerd als het een horizontale pijpsectie betreft. In de praktijk echter functioneert een coiled tubing ook op correcte wijze in niet verticale boorput secties. Dat bewijst het significante duwvermogen dat met coiled tubing kan worden ontwikkeld. In feite verschaft een coiled tubing een enorm duw- en trekvermogen dat zeer nauwkeurig kan worden be-30 stuurd. Het is bekend om coiled tubing te gebruiken voor boren, monitoren, perforeren, zoeken, en het plaatsen van componenten en andere operaties die in een olie- of gasput moeten worden uitgevoerd. Via het buismateriaal kan vermogen, elektriciteit en/of data naar het gereedschap worden toegevoerd, zoals gassen of vloeistoffen die tijdens 5 bedrijf noodzakelijk zijn. Via deze gassen of vloeistoffen kunnen verder pneumatische signalen worden overgedragen naar het gereedschap om dit gereedschap te besturen welk gereedschap tegelijkertijd zich ergens in de pijp bevindt. De besturing kan ook worden uitgevoerd via elektrische signaalleidingen die verlopen door de buis of in de 5 buiswand zijn ingebed.

De uitvinding

Een doelstelling van de uitvinding is nu het verbeteren van het stelsel dat beschreven is 10 in de eerste paragrafen van deze beschrijving zodanig dat het stelsel kan worden gebruikt met slechts een toegang tot de te bekleden pijp en zodanig dat significant langere pijpsecties kunnen worden behandeld.

In overeenstemming met deze doelstelling verschaft de uitvinding nu een stelsel voor het bekleden van de binnenwanden van de pijpen, slangen, tunnels en dergelijke 15 voorzien van a) een sproei-eenheid waarmee het bekledingsmateriaal op de binnenzijde van de pijp wordt gesproeid, b) transportmiddelen waarmee de sproei-eenheid door de pijp wordt voort bewogen c) middelen voor het aan de sproeikop toevoeren van het bekledingsmateriaal 20 waarbij de onder b) genoemde middelen zijn uitgevoerd als een relatief stijve buis die aanvankelijk is opgewikkeld op een trommel of haspel en die door middel van gelei-dingsmiddelen verloopt naar een injectoreenheid die de buis in de ene of de andere richting dwingt en waarbij het ene uiteinde van de buis voorzien is van koppelmid-delen waarmee de koppeling tussen buis en sproeikop wordt gerealiseerd.

25

Figuren

De uitvinding zal in meer detail worden beschreven met verwijzing naar de bijgaande figuren waarin twee uitvoeringsvoorbeelden van een stelsel volgens de uitvin-30 ding schematisch in meer detail zijn getoond.

1 ü 1 £ 6 / 9 ^ 6

Detailbeschrijving

In figuur 1 is de coiled tubing apparatuur in zijn algemeenheid aangeduid met 10. Deze apparatuur omvat enerzijds een haspel 12 met een daarop gewikkelde slang of 5 buis 14 uit een enigszins stijf materiaal. Deze buis 14 wordt via een duweenheid 16, over het algemeen injecteur genoemd, in de te bekleden pijp 20 geduwd. Deze pijp loopt bijvoorbeeld op een zeker diepte onder de grond. Het maaiveldniveau is in de figuur aangeduid met 22. Tussen het begin van de pijp 20 (of dat deel van de buis dat daartoe speciaal is open gemaakt) en een punt boven het maaiveldniveau verloopt een 10 kromme geleidepijp 24. De injecteur 16 is zodanig schuin gepositioneerd, dat de daardoor voortgeduwde buis in de juiste richting verder kan worden geleid door de geleidepijp 24 en op die manier zonder veel weerstand terechtkomt in de te bekleden pijp 20. Voordat de buis 14 na het verlaten van de injecteur 16 in de geleidepijp 24 binnen komt, worden, althans aan het voorste uiteinde van de buis, bij voorkeur centreerele-15 menten 26 aangebracht, waarmee althans het begindeel van de buis midden in de pijp 20 wordt gehouden. In figuur 1 zijn drie van deze centreerelementen aangeduid met 26a, 26b, 26c.

De tot nu toe beschreven componenten zijn op zich bekend. Voor nadere details wordt verwezen naar de octrooien en andere publicaties die betrekking hebben op coi-20 led tubing systemen. Op het voorste einde van de buis 14 kan een gereedschap aangebracht worden. Binnen het kader van de uitvinding wordt op het voorste einde van de buis 14 een sproeikop 30 gemonteerd. Alhoewel diverse typen sproeikoppen kunnen worden gebruikt is de uitvinding met name gericht op sproeikoppen waarmee een be-kledingslaag, die bestaat uit twee of meer componenten, op de wand van de buis 20 kan 25 worden opgesproeid. Deze sproeikop is bij voorkeur van een type als in detail omschreven in de Nederlandse aanvrage NL-1011562. Voor meer details wordt naar de inhoud van deze Nederlandse octrooiaanvrage verwezen.

Met behulp van deze sproeikop wordt een aantal componenten, waaruit de bekleding wordt gevormd, gemengd en versproeid op de binnenzijde van de buis 20. Zo-30 dra het mengsel is gevormd, begint het uitharden en dit gebeurt dusdanig snel, dat het mengsel, zodra het zich op de wand van de buis 20 bevindt, geen verdere bewegingen meer vertoont en direct een mooie aaneengesloten bekleding vormt.

101£G 7 9 ’ 7

De componenten waaruit de bekleding wordt gevormd, worden via slangen aan de sproeikop 30 toegevoerd. Deze slangen, waarvan er een in de figuur aangeduid is met 32, verbinden de voorraadreservoirs zoals 34 en 36 met de sproeikop 30. In het uitvoeringsvoorbeeld in de figuur wordt de slang 32 afgewikkeld van een haspel 38.

5 Via een koppeling 40 in het centrale deel van de haspel 38 en een verbinding 42 tussen deze koppeling 40 en het reservoir 34 kan de component die zich in het reservoir 34 bevindt naar de sproeikop 30 worden geleid. Op corresponderende wijze kunnen meerdere componenten vanaf een respectief reservoir naar de sproeikop 30 worden gevoerd.

De slangen 32 worden tussen de injecteur 16 en de geleidepijp 24 vast gezet aan 10 de buis 14 en worden dus door deze buis 14 meegenomen.

In figuur 2 is een andere mogelijke uitvoeringsvorm van een stelsel volgens de uitvinding getoond. De componenten 10 t/m 30 zijn identiek aan de gelijknamige componenten in figuur 1 en behoeven derhalve geen nadere uitleg. In deze uitvoeringsvorm is er vanuit gegaan dat de buis 14 inwendig voorzien is van een aantal kanalen zoals in 15 de doorsnede van figuur 3 schematisch is getoond. De drie getoonde kanalen zijn in figuur 3 aangeduid met 44a, 44b en 44c. De haspel 12 is in dit geval voorzien van een centrale aansluiting 46 vanwaar drie leidingen 48a, 48b en 48c lopen naar drie reservoirs 50a, 50b en 50c. In deze reservoirs bevinden zich de componenten van de bekleding die op de wand van de buis 20 moet worden aangebracht. De koppeling 46 is van 20 een type dat drie (of meer) verbindingen tussen de leidingen 50 en de kanalen 44 in de buis 14 kan realiseren.

Het zal duidelijk zijn dat de getoonde uitvoeringsvormen slechts zeer schematisch zijn getoond echter wel in zoveel detail dat het voor de vakman duidelijk is hoe een dergelijke inrichting in de praktijk moet worden gerealiseerd.

25 Het is bekend om coiled tubing te gebruiken voor boren, monitoren, perforeren, zoeken, het geleiden van componenten en andere operaties die in een olie -of gasput moeten worden uitgevoerd. Via het buismateriaal kan vermogen, elektriciteit en/of data worden toegevoerd naar het gereedschap, zoals gassen of vloeistoffen die noodzakelijk zijn tijdens de operaties. Via deze gassen of vloeistoffen kunnen verder pneumatische 30 signalen worden overgedragen naar het te besturen gereedschap welk gereedschap zich intussen ergens in de pijp bevindt. De besturing kan ook worden uitgevoerd door elektrische signaalgeleiders die zich uitstrekken door de buis of ingebed zijn in de wand van de buis.

lOUGVa 8

De sproeikop in het bovengenoemde stelsel volgens de uitvinding kan iedere willekeurige sproeikop zijn. Sommige typen verdienen echter de voorkeur zoals het type dat beschreven is in DEI 9822301.

In het geval er geen centreermiddelen in de coiled tubing inrichting aanwezig zijn 5 dan verdient het de voorkeur dat het stelsel verder voorzien is van middelen voor het centreren van de sproeikop in de te bekleden pijp.

1012679*

Claims (4)

1. Stelsel voor het bekleden van de binnenwanden van de pijpen, slangen, tunnels en dergelijke, voorzien van 5 a) een sproei-eenheid waarmee het bekledingsmateriaal op de binnenzijde van de pijp wordt gesproeid, b) transportmiddelen waarmee de sproei-eenheid door de pijp wordt voort bewogen c) middelen voor het aan de sproeikop toevoeren van het bekledingsmateriaal waarbij de onder b) genoemde middelen zijn uitgevoerd als een relatief stijve buis die 10 aanvankelijk is opgewikkeld op een trommel of haspel en die door middel van gelei-dingsmiddelen verloopt naar een injector eenheid die de buis in de ene of de andere richting dwingt en waarbij het ene uiteinde van de buis voorzien is van koppelmid-delen waarmee de koppeling tussen buis en sproeikop wordt gerealiseerd.

2. Stelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het stelsel verder voorzien is van : d) middelen voor het centreren van de sproeikop binnen de pijp of tunnel die moet worden bekleed.

3. Stelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het stelsel verder voorzien is van kanalen tussen de sproeikop en de reservoirs die buiten de te bekleden pijp of tunnel zijn gepositioneerd, welke reservoirs de componenten bevatten die tezamen de bekleding vormen.

4. Stelsel volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de kanalen zich uitstrekken door de relatief stijve buis. i a