NO151510B - Fremgangsmaate for gjennomfoering av broennoperasjoner fra et flytende fartoey samt apparat for utfoerelse av fremgangsmaaten - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for gjennom-føring av brønnoperasjoner fra flytende fartøy av den art som er angitt i innledningen til krav 1 samt apparat for utførelse av fremgangsmåten av den art som er angitt i ingressen til krav 6.

I de senere år har letingen etter olje og gass foregått

på stadig større dyp. Økonomiske hensyn og fysiske begrens-ninger taler ofte mot bruk av bunnavstøttende plattformer på meget dypt vann. Det meste av boringen på dypt vann foregår derfor fra et flytende borefartøy, som avstøtter boreriggen og tilhørende utstyr.

Et stigerør benyttes normalt for forbindelse av det flyt-

ende fartøyet og brønnhodet. En rørstreng forløper fra det flytende fartøyet, gjennom stigerøret og ned i brønnhodet, som befinner seg på havbunnen. Stigerøret tjener til å

føre borestrengen ned i brønnhodet og til å lede den retur-nerende borevæske tilbake til fartøyet i det ringformede rom mellom stigerøret og borestrengen under boring. Det marine stigerør betraktes for tiden som det begrensende element når det gjelder boring fra flytende fartøy, idet vekten av stigerøret og spenningene i røret øker med økende vanndyp. Påkjenningene på stigerøret økes av bøyemomenter forårsaket av vind, bølger og havstrømningen og av borefar-tøyets bevegelser.

For å motvirke stigerørspenninger, monteres normalt stigerør-strammeanordninger på boreskipet. Disse strammeanordninger utøver en konstant strekk-kraft på stigerøret, hvorved bøyepåkjenningene på dette rør reduseres. Det er også foreslått bruk av fleksible skjøter anordnet mellom stige-rørets ender for å øke stigerørets fleksibilitet. Men både strammeanordninger og fleksible skjøter har begrenset virkning, når det gjelder opphevelse av spenninger i stige-røret .

Ved vanlig boring ved bruk av konvensjonelle stigerør,

har stigerøret en diameter mellom 43,18 og 50,80 cm. Stige-rørets forholdsvis store diameter er nødvendig for at bore-kronen eller andre verktøy med stor diameter som benyttes i forbindelse med brønnrøranordningen skal kunne passere gjennom stigerøret. Hvis det imidlertid kunne benyttes et stigerør med mindre diameter (30,48-38,10 cm), ville stigerørets totale velet bli mindre og spenningene på stige-røret ville bli merkbart redusert.

Hovedproblemet med et stigerør med liten diameter er at

det må hentes opp hver gang det blir nødvendig å senke brønnrør eller verktøy med større diameter eller bredde enn stigerørets innvendige diameter ned i brønnen. Fullsten-dig opphénting av stigerøret kalles en stigerørtripp og hver slik tripp kan ta fra to til tjue dager, avhengig av vanndybden, værforholdene og andre faktorer. Hvis to eller tre stigerørtripper under boring i dypt vann kreves, kan opptil 40 kostbare boreriggdager gå tapt. Det er således behov for et dypvannsboresystem som tillater bruk av stigerør med liten diameter uten at dette betyr tap av boreriggtid som følge av stigerørtripper.

En hensikt med foreliggende oppfinnelse er å eliminere behovet for å hente opp et marint stigerør til overflaten hver gang borerør, brønnrør eller brønnverktøy med større diameter enn den innvendige diameter av stigerøret skal anbringes i en undervannsbrønn. Foreliggende oppfinnelse kan også benyttes, når det er nødvendig å forandre eller modifisere utblåsningshindreranordningen. I stedet for å hente opp stigerøret til overflaten, tillater stigerør-systemet ifølge oppfinnelsen at stigerøret skyves til side ved at det beveges til en stilling, hvor det går klar av brønnhodet, slik at verktøy kan innføres i brønnhodet eller brønnhodets apparatur kan modifiseres.

Ovenfor nevnte formål blir tilveiebragt ved hjelp av en fremgangsmåte og et apparat som angitt i innledningen til krav 1 og hvis karakteristiske trekk fremgår av henholdsvis krav l's karakteristikk og krav 6's karakteristikk.

Fremgangsmåten og anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å benytte lettere stigerør med mindre diameter på dypt vann. Når det er nødvendig å fjerne stigerøret for å senke brønnrør, innføre verktøy med stor diameter eller skifte ut utblåsningshindreranordningen, kan stige-røret kobles fra brønnhodet og flyttes til side på støtte-anordningen eller tillates å drive av, slik at man eliminerer en tidkrevende stigerørtripp. Stigerørsystemet ifølge oppfinnelsen er derfor fordelaktig i forhold til de hittil kjente systemer.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere under henvisning

til tegningen, hvor

figur 1 er et skjematisk sideriss, delvis i snitt, av flytende boreutstyr, omfattende stigerørsystemet ifølge foreliggende oppfinnelse som er flyttet

til side,

figur 2 er en gjengivelse i større målestokk av brønnhodet og nedre ende av stigerøret ifølge figur 1 og illustrerer enkelte detaljer ved støtterammen,

utblåsningshindreranordningen og brønnhodet,

figur 3 er en gjengivelse av nedre ende av stigerøret

i tilsideskjøvet stilling og illustrerer installasjonen av en høytrykksutblåsningshindreranordning, figur 4 er en gjengivelse av nedre ende av stigerøret

i likhet med figur 3 og viser stigerørets stilling etter at det er flyttet til en stilling oppå utblåsningshindreranordningen,

figur 5 er et skjematisk sideriss, delvis i snitt, som viser flytende boreutstyr inklusive stigerørsystemet ifølge foreliggende oppfinnelse i konvensjonell

borestilling,

figurene 6 og 7 er skjematiske sideriss av en to-fartøys boreoperasjon ved bruk av stigerørsystemet ifølge foreliggende oppfinnelse,

figur 8 er en gjengivelse i større målestokk av brønnhodet,

nedre ende av stigerøret og utblåsningshindreranordningen og illustrerer detaljer ved en annen utførelsesform av stigerøret ifølge foreliggende

oppfinnelse,

figurene 9 og 10 er skjematiske sideriss som viser driften

av stigerørsystemets utførelse ifølge figur 8

og illustrerer stigerørets tilsideskjøvede stilling, figur 11 er et snitt etter linjen 11-11 i figur 4 og illustrerer stigerøret anbragt over utblåsningshindreranordningen ,

figur 12 er et snitt etter linjen 12-12 i figur 3, og illustrerer stigerøret i tilsideskjøvet stilling,

figur 13 er et skjematisk sideriss av anordningen for en annen utførelsesform av oppfinnelsen og illustrerer

en midlertidig føringsbasis og utstyrt for boring, figur 14 er et skjematisk sideriss, delvis i snitt, av installasjonen av en permanent føringsbasis på

den temporære føringsbasis ifølge figur 13 og

installasjon av brønnrør,

figur 15 er et skjematisk siderisss og illustrerer at boreutstyr, inklusive stigerør og brønnhodeenhet flyttes

til en konvensjonell borestilling,

figur 16 er et skjematisk sideriss og illustrerer boreut-styret ifølge figur 15 flyttet sammen med stigerør-systemet og en utblåsningshindrer i tilsidesatt

stilling,

figur 17 er et skjematisk sideriss og illustrerer utblåsningshindreren i konvensjonell driftsstilling og stige-røret i tilsideskjøvet stilling,

figur 18 er et snitt etter linjen 18-18 i figur 15 og illustrerer utblåsningshindrer-enheten i konvensjonell

driftsstilling,

figur 19 er et snitt etter linjen 19-19 i figur 16 og illustrerer utblåsningshindrer-enheten i tilsideskjøvet

stilling,

figur 20-23 er vertikale snitt av en hydraulisk tappenhet

og tilsideskjøvet ramme og viser rekkefølgen av trinn for bevegelse av utblåsningshindreren og

stigerøret til tilsidekjøvet stilling,

figur 24 er en skjematisk gjengivelse som viser utblåsnings-hindrerenheten når denne flyttes til side,

figur 25 er et tverrsnitt av den hydrauliske tappanordning

etter linjen 25-25 i figur 22,

Figur 1 viser stigerørsystemet ifølge foreliggende oppfinnelse til bruk i forbindelse med et flytende borefartøy 10 og et undervannsbrønnhode 11. Borefartøyet 10 er vist flytende på et vann 12. Som vist, hviler føringsbasis 13 på havbunnen 14 og avstøtter rammen 16, som i sin tur avstøtter det marine stigerør 17 og utblåsningshindreranordningen 18 (heretter kalt BOP-anordning). Borerøret 19 forløper fra boretårnet 20 ombord på borefartøyet 10, ned gjennom BOP-anordningen 18 og inn i borehullet 15.

Som en illustrasjon av oppfinnelsen skal et utførelses-eksempel av oppfinnelsen beskrives i forbindelse med boring av en undervannsbrønn. Beskrivelsen vil omfatte boring av et hull med en diameter på 66 cm for et foringsrør også kalt brønnrør med 50,80 cm diameter, et hull med ca. 44

cm diameter og et foringsrør med ca. 34 cm diameter og et hull med ca. 43,18 cm for et standard brønnrør eg. foringsrør med en diameter på 23,49 cm. Som nærmere omtalt nedenfor,

kan anordningen med tilsideskyvbart stigerør dog også brukes for andre typer av boreoperasjoner.

Stigerøret 17 er vist flyttet til side. Selve flyttingen

vil bli omtalt nedenfor. Betegnelsen "flyttet til side" betyr at stigerøret er hhv. blitt forskutt fra sin vanlige driftsstilling over et brønnhode 11. Stigerøret har fleksible koblinger 21 og 22 festet til øvre hhv. nedre ende. Øvre kobling 21 forbinder øvre ende av stigerøret med en vertikalt utstrekkbar glideskjøt 23 og nedre kobling 22 forbinder nedre stigerørende med stigerørrammen 24, som sørger for fordeling av belastninger på stigerøret. Nedre kobling 22 svekker overføringen av momenter fra stigerøret til

stigerørrammen, slik at stigerøret kan bøye av, når bore-fartøyet avviker fra brønnhodets midtlinje som følge av vind eller bølgepåvirkning. Kuleledd med stor diameter og fleksible stål-elastomerforbindelser viser seg å utgjøre særlig effektive fleksible forbindelser for dette formål, men enhver fleksibel forbindelse som er i stand til å motstå store strekkbelastninger er tilfredsstillende. I tillegg til de øvre og nedre koblinger 21 og 22 kan en rekke ikke viste forbindelser benyttes mellom stigerørets 17 ender for å øke fleksibiliteten.

Strekkanordninger (ikke vist) som virker gjennom kabler, holder stigerøret 17 stramt og hindrer det fra å bøyes.

Hver kabel forløper over en sporskive 26, og er festet

til ytre sylinderklemme 27, som i sin tur er festet til ytre sylinder 28 av glideskjøten 23. Glideskjøten 23,

som kan forlenges vertikalt, kompenserer fartøyets hiving og hindrer derved for sterke spenninger i stigerøret. Strammesystemet utøver en strekkbelastning på glideskjøten 23, som overføres til hele stigerørstrengen omfattende stigerøret 17, skjøtene 21 og 22, glideskjøten 23 og rammen 24. Strammeorganene kan være hydraulisk eller pneumatisk betjent og kan hale inn og gi ut kabel 25 som respons på fartøyets 10 vertikale bevegelser, slik at det opprettholdes en tilnærmet konstant strekkbelastning på stigerøret 17.

Skivene 26 hviler på skinneføringer 29 og tillater side-bevegelse av stigerørstrengen. Bevegelse av skivene langs skinneføringene endrer strammingen av kablene 25, slik at stigerørstrengen tvinges til sideforskyvning i samme retning som skivebevegelsen. Spenning opprettholdes hele tiden via kabelen 25, mens stigerøret beveges. Når det er nødvendig å holde stigerøret stasjonært, låses skivene 26 fast.

Hensikten med først å anbringe stigerøret 17 i tilsideskjøvet stilling, er å muliggjøre installasjon av brønnrør med

med stor diameter uten bruk av et stigerør med tilsvar-

ende stor diameter. Borerøret 19 kan f.eks. benyttes for boring av et hull med en diameter på 66 cm gjennom BOP-anordningen 18. Borevæsker som sirkuleres ned i borerøret på konvensjonell måte, vender tilbake fra boringen og avledes til stigerøret 17 ved hjelp av ledningen 31 som er anordnet på BOP-anordningen. Ettersom stigerøret 17 bare benyttes som tilbakeløpsledning for borevæsken, trenger det ikke stor diameter. Stigerøret 17 kan således være et stigerør med liten diameter og liten vekt, med en innvendig diameter på ca. 33 cm.

Etter at hullet på 66 cm er boret til et dyp på ca. 152-

457 m, kan et lede rør med 50 cm diameter installeres og sementeres på plass. Brønnrørinstallasjonen er skjematisk vist i figur 2, som også mer detaljert viser støtterammen 16 for BOP-anordningen 18 og stigerørrammen 24. Borerøret 19, som bærer brønnhodehuset 32, skal kjøre brønnrøret 33 gjennom BOP-anordningen og inn i borehullet 15". Videre er støtten 34 og sementskoen 35 vist, som er konvensjonelt utstyr som brukes ved sementering av røret 33.

BOP-anordningen 18 har stor diameter og lavt trykk. En

slik anordning har normalt et arbeidstrykk på ca. 35 kg/cm<2>

og ville bare benyttes for installasjon av lederøret og overflateforingsrøret. Som vist i figur 2, omfatter BOP-anordningen to ringroir.s-avstengere 40 og 41, en blindavstenger 42 og en hydraulisk kobling 43. BOP-anordningen omfatter også overgangsstykket 44, som leder væske bort fra BOP-anordningen til grenledningen 31. Dumpeventilen 46 er anordnet for å muliggjøre hurtig dumping av væsker fra BOP-anordningen i nødstilfelle. Under normal drift vil borevæsker ledes bort av overgangsstykket 44, gjennom ventilen 47 til ledningen 31. Lukking av ringromavstengerne 40

eller 41 vil hindre væsker fra å strømme opp gjennom BOP-anordningen 18. Alternativt kan andre avstengningsorganer, som en roterende avstenger, benyttes for å stenge strømningen til BOP-anordningen.

Ledningen 31 kan ha enda en viktig funksjon ved siden av

å lede boreslamstrømmen til stigerøret. Som vist i figur 2, omfatter ledningen 31 videre en strupeventil 48 og en hydraulisk ledningsforbindelse 49. Strupeventilen 48 benyttes for regulering og opprettholdelse av borehulltrykket.

Den hydrauliske ledningsforbindelse 49 inneholder et tele-skopisk stempel 50 som innføres i og forbindes med ventilen 47 etter at BOP-anordningen er senket på plass. Forbindelsen

49 kan også sørge for styrefunksjoner for stigerørets løftemeka-nisme 51. Stigerørets løftemekanisme 51 består av en hydraulisk sylinder 52 og et stempel (ikke vist), en forbindelsesstang 53 og en løftearm 54. Ikke viste styreledninger i forbindelsen 49 styrer betjeningen av løftemekanismen, som sørger for føring og bidrar til løfting, når stigerøret 17 skal flyttes til og fra den sideskjøvede stilling.

I figur 2 sees også stigerørrammen 24 og en del av rammen

16, som avstøtter BOP-anordningen 18 og stigerøret 17.

Rammen 16 er utformet for fordeling av stigerørbelastninger

i foringsrøret under føringsbasis 13. Når stigerøret er anordnet over BOP-anordningen (som vist i figur 5), vil størstedelen av den belasnting som skyldes stigerøret fjernes fra BOP-anordningen og -koblingen av støtte-isolasjonsrammen 16, slik at det opprettholdes full trykkintegritet i BOP-anordningen. I den forskutte stilling som vist i figur 2, fordeles stigerørbelastningen av stigerørrammen 24 på støttene 55a og 55b. (En tredje støtte er ikke synlig.) Forbindelsen av rammen med støttene opprettes ved hjelp

av hydrauliske koblinger 56a og 56c og en tredje, ikke vist kobling.

Når brønnrøret med 50,80 cm diameter er på plass, kan det bores et 45 cm hull og fores med et rør med ca. 34 cm diameter til ca. 600-1200 m dyp. Denne fase av boreoperasjonen vil også fullføres mens stigerøret 17 er forskutt. Etter at 34 cm røret er anbragt og sementert på plass, kan bore-operasjonene gå over til konvensjonell boring med stigerøret 17 anordnet over BOP-anordningen 18.

Som det vil fremgå, omfatter omdanning til konvensjonell boring utskiftning av lavtrykks BOP-anordningen (vist på figur 2) med en høytrykksanordning (vist i figur 3). Boringen av hullene med ca. 66 og ca. 45 cm diameter kan gjennom-føres ved bruk av sjøvann eller slam med lav tetthet som borevæske. Fordi brønnkontrollen normalt ikke byr på pro-blemer under de innledende faser av boringen, benyttes en lavtrykks BOP-anordning. Men når resten av brønnen skal bores til den endelige dybde gjennom produksjonsforma-sjoner, er det ofte nødvendig å benytte en høytrykks BOP-anordning med stigerøret i konvensjonell borestilling for sikring av at kontrollen bevares over brønnen.

Første trinn for overgang til konvensjonell boremetode

er å koble fra og hente opp BOP-anordningen. Et borerør senkes og festes til toppen av BOP-anordningen og deretter kobles BOP-anordningen ved fjernstyring fra brønnhodet og grenledningen og hentes opp til overflaten på borerøret.

En høytrykksanordning senkes deretter på borerøret og anordnes på brønnhodet. Dette er illustrert i figur 3, som viser en høytrykks BOP-anordning 60, idet denne kobles til brønn-hodeforbindelsen 62 med den hydrauliske kobling 63. Når BOP-anordningen er kommet på plass, kobles borerøret 61

fra og heves til overflaten. BOP-anordningen 60 er en høytrykksanordning, som tillater fullføring av borehullet gjennom produksjonssonene. Den er vanligvis utformet slik at den kan ta trykk opptil 700 kg/cm2 . Anordningen i figur 3 består av fire utblåsningsavstengere av jekk-typen 64a,b,c og d og to ringromavstengere 65 og 66.

Figur 12, som er et snitt etter linjen 12-12 i figur 3,

viser innrettingen av stigerørstøtten ved rammen 16, når stigerøret er forskutt. Stigerøret er koblet til støttene

55a, 55b og 55e ved hjelp av hydrauliske koblinger 56a,

56c og 56d.

Når høytrykks BOP-anordningen er på plass, kan stigerøret

17 beveges fra den forskutte stilling (figur 3) til den konvensjonelle stilling (figur 4) over BOP-anordningen 60. Figur 11, som er et snitt etter linjen 11-11 i figur 4, viser forholdet mellom stigerørstøtten og rammen 16,

når stigerøret befinner seg i den konvensjonelle stilling. Stigerøret er forbundet med støttene 55b, 55c, 55d og 55e ved forbindelsene 56b, 56c, 56d og 56e og forbindelsen

56a er nå koblet til BOP-anordningen 60. Igjen overfører rammen 16 belastninger på rammen til underflaten og fundamen-tet, og reduserer vesentlig belastningen på BOP-anordningen 60.

Som nevnt ovenfor, føres stigerøret tilbake ved at de hydrauliske forbindelser 56a, 56c og 56d løses, stigerøret løftes og beveges til siden, slik at det kommer i flukt med BOP-anordningen 60. Deretter senkes stigerøret og festes til BOP-anordningen og dennes ramme 16. Organer for løfting

og bevegelse av stigerøret kan tilveiebringes ved hjelp av skipets strammer- og sporskivesystem og løftemekanismen for stigerøret. Som tidligere nevnt, bistår løftemekanismen 51 strammerne ved heving av stigerøret fra BOP-anordningens ramme, men tjener i første rekke til å føre stigerøret til den korrekte stilling over BOP-anordningen. Den hydrauliske sylinder 52 trekker tilbake forbindelsesstangen 53, som er forbundet med løftearmen 54. Som vist i figurene 11 og 12, er løftearmen 54 koblet til stigerøret ved hjelp av tapper 59, som er koblet til forbindelsen 56a og forbindelsesorganet 57. Øvre ende av forbindelsesorganet 57

er stivt koblet til stigerøret 17. Når stigerøret 17 beveges til den konvensjonelle stilling, dreier løftearmen 54 om støtteorganet 58 for rammen 16.

Når stigerøret 17 befinner seg i den konvensjonelle stilling, som vist i figur 4, kan normal boring gjennomføres. Figur 5 illustrerer skjematisk boring fra fartøyet 10 med stigerøret 17 i den konvensjonelle stilling oppå BOP-anordningen 60. Boring gjennomføres gjennom stigerøret 17, hvorved stigerøret opptar borerøret 70 og leder borevæske tilbake til fartøyet 10 i det ringformede rom mellom stigerøret og borerøret.

Som vist i figur 5, er sporskivene 26 ført langs skinne-føringen 29 for tilbakeføring av stigerøret 17 under rotasjons-bordet 71 i boretårnet 20. I tillegg til ytre hylse 28 omfatter glideskjøten 23 en innvendig sylinder 72 som kan forskyves innenfor den ytre sylinder. Tetninger (ikke vist) hindrer at borevæske i stigerøret 17 unnviker mellom indre og ytre hylse. Indre hylse 72 er dreibart forbundet med fartøyet 10.

Ved den foretrukne utførelsesform av foreliggende oppfinnelse har stigerøret 17 liten diameter, dvs. en innvendig diameter på ca. 33 cm eller mindre. Borehullet kan således tilveiebringes på konvensjonell måte ved boring gjennom dette stigerør med en borekrone på ca. 31,11 cm, hvorpå et brønn-rør med en diameter på ca. 24,44 cm sementeres i borehullet.

Stigerørforskyvningssystemet ifølge oppfinnelsen tillater effektiv bruk av stigerør med liten diameter ved å eliminere behovet for å ta opp stigerøret til overflaten under boreoperasjonen. Det forhold at stigerør ikke må heves og senkes på plass igjen sparer fra to til tjue dager, avhengig av vanndypet. Den resulterende besparelse av stigerør-håndteringstid ved bruk av forskyvningssystemet på dypt vann kan bli opptil 40 dager.

Stigerør med liten diameter veier betydelig mindre enn stigerør med stor diameter på dypt vann og krever påtagelig mindre stramming. Som illustrert i tabell I, som gir en sammenligning på stigerørvekt og skips-stramming for stigerør med diametere på 33,2 hhv. 43,18 cm ved vanndyp på 914 og 2743 m, er forskjellen ikke proporsjonal med vanndypet. Reduksjon av stigerørvekten ved et stigerør med ca. 33

cm diameter varierer fra 45360 kg ved 914 m til 657720

kg ved 2743 m. Således vil en tredobling av vanndypet resultere i mer enn fjorten-dobling av vekt-differensialet. Den nødvendige stigerørstramming for avstøtting av stigerøret reduseres med 72576 kg ved 914 m og 317520 kg ved 2743

når det benyttes et stigerør med mindre diameter. Det er således god grunn til å bruke stigerør med mindre diameter på dypt vann.

En annen utførelsesform av oppfinnelsen er skjematisk gjengitt i figurene 6 og 7. Ved denne utførelsesform er stigerøret 80 utstyrt med en oppblåsbar frakoblingsplatt-form 81 som befinner seg ca. 91 til ca. 152 m under vann-flaten. Til å begynne med blir boreskipet 82 koblet til stigerøret (f.eks. som vist i figur 1). Fra boreskipet pumpes deretter luft inn i en konvensjonell frakoblings-konstruksjon 81, inntil stigerørets 80 generelle oppdrift tillater det å stå av seg selv. Fra boreskipet kobles stigerøret deretter ut ved frakoblingskonstruksjonen og boreskipet beveges så langt bort at en arbeidslekter 83 kan kjøre over stigerøret 80 og kobles til dette. Borevæsker behandles på lekteren 83 og returneres til boreskipet 82 gjennom navlestreng-slangebunten 84. Slangebunten 84 kan også omfatte kontroll- og hydrauliske ledninger for BOP-anordningen, slik at denne anordning 85 kan styres fra boreskipet via lekteren 83, stigerøret 80 og grenledningen 86.

Ytterligere en forbedring ved denne utførelsesform er vist

i figur 7. Arbeidslekteren 83 har to ankere 88a og 88b forankret i havbunnen. Ankerkjettingene 89a og 89b som er festet til ankrene 88a hhv. 88b, er i de øvre ender festet til stigerør-frakoblingsplattformen 81. Slangebunten 84 er koblet direkte til frakoblingsplattformen og en bøye 90 er anordnet over stigerøret for å angi dettes posisjon. Når stigerøret 80 er fastgjort på plass, kan arbeidslekteren 83 kobles fra stigerøret og, som vist forflyttes for andre funksjoner.

Som illustrert i figurene 6 og 7, tillater to-skips-systemet at stigerøret 80 anbringes i trygg avstand fra borerøret 87. Hvis det er sterke havstrømninger på stedet, vil disse føre til avbøying både av borerøret og stigerøret, når stigerøret er skjøvet til side. Men borerøret 87, som er lettere og mer fleksibelt enn stigerøret 80, vil bøyes mer av fra vertikalen enn stigerøret 80. Hvis stigerøret og borerøret befinner seg nær inntil hverandre, slik det er tilfelle ved et system med ett skip (f.eks. som i figur 1), er det mulig at det avbøyede borerør vil ramme eller komme i veien for stigerøret.

Anordning av stigerøret på avstand fra boreskipet gjør

det nødvendig å bøye av stigerøret noe. Men på 2743 m dyp er det bare nødvendig å bøye av stigerøret i en vinkel på ca. 3° fra vertikalen for at en 152 m atskillelse skal finne sted mellom toppen av stigerøret og boreskipet.

Ved mindre dyp kan stigerøret selvsagt anbringes nærmere boreskipet, fordi det skjer mindre avbøyning av borestrengen.

I områder der havstrømningene er sterke nok til å bevege nedre stigerørende, kan en annen utførelsesform av oppfinnelsen være å foretrekke. Ved denne utførelsesform er. støtten for stigerøret utelatt. En boresekvens hvor denne utførelse er tatt i bruk, sees i figurene 8-10 og skal bli nærmere omtalt nedenfor.

Figur 8 viser at en høytrykks BOP-anordning 112 med en nominell diameter på ca. 47,6 cm og med fire utblåsningsavstengere av jekktypen er festet til og avstøttet på brønnhodet 110. BOP-anordningen har en støtteramme 113, som gir den nødvendige strukturelle understøttelse for BOP-anordningen, når denne er i strammet tilstand under belastning overført ved stigerøret. Støtterammen 113 er festet til borehullstøttebasis 114 ved hjelp av fire hydrauliske koblinger 115a, 115b (to kan ikke sees). Den hydrauliske kobling 116 forbinder BOP-anordningen med brønnhodet 110. Stigerøret 117 er avstøttet ovenfor BOP-anordningen 112 ved hjelp av en ramme 118, som utgjør en del av BOP-støtterammen 113.

Boring av hullet med 66 cm diameter kan skje ved boring gjennom stigerøret 117 med et utvidelsesverktøy. Boringen gjennomføres på konvensjonell måte med bærevæsker som sir-kulerer ned gjennom borerøret og tilbake opp gjennom stige-røret. Når det 66 cm vide hull er boret, er det nødven-dig å fjerne både BOP-anordningen 112 og stigerøret 117

for installasjon og sementering av et 50,80 cm brønnrør, idet både BOP-anordningen og stigerøret har innvendige diametre på mindre enn 50,80 cm.

Som illustrert i figur 9, flyttes BOP-anordningen og stige-røret midlertidig til side ved utkobling av de hydrauliske koblingene som forbinder BOP-anordningen 112 og dennes støtteramme 113 med brønnhodet 110 og dettes støttefunda-ment 114. På denne måte er nedre ende av BOP-anordningen 112 fortsatt koblet til stigerøret 117 og stigerørrammen 113.

Hvis havstrømningene er sterke nok nær havbunnen, vil BOP-anordningen og nedre ende av stigerøret, såfremt det løftes noe, drive noe med strømmen, bort fra borehullet. Men BOP-anordningen og rammen, som kan veie opptil 178,5 tonn, behøver ikke ha vesentlig forankringsvirkning på stigerøret. Hvis strømningene ikke er sterke nok til å bøye av både stigerøret og BOP-anordningene til en trygg avstand (flere hundre fot) fra brønnhodet 110, kan et hjelpefrem-driftssystem benyttes. Det kan f.eks. benyttes et skyver-system ved nedre kobling for stigerøret 117, som vist i figur 9. Sideledningen 121 kan benyttes til å avlede en væske, f.eks. sjøvann, under trykk fra stigerøret til en jetdyse 122. Væsken trykkes ut fra dysen 122 og bidrar til å føre stigerøret og BOP-anordningen bort fra borehullet i den angitte retning. Dysen bør være en styrbar, roterbar dyse, slik at stigerøret kan føres i enhver ønsket retning.

Øvre ende av stigerøret 117 beveges til side på borefartøyet 100 ved bruk av et system med sporskive og skinneføring (generelt antydet ved 12 5) på den måte som er omtalt ovenfor. Når øvre ende av stigerøret beveges ut under rota-sjonsbordet 126, kan et 50,80 cm brønnrør senkes (parallelt med stigerøret) fra borerøret og ned i brønnen.

Når 50,80 cm brønnrøret er kjørt ned i brønnen og sementert på plass, føres øvre ende av stigerøret tilbake til rota-sjonsbordet. BOP-anordningen forbindes deretter igjen med brønnhodet for å føre den tilbake til den stilling som er vist i figur 8. Sammenkoblingen kan oppnås ved bruk av noen av de nylig utviklede tilbakeføringssystemer uten føringsliner. For eksempel kan systemet med sonar, televisjon og høydemålere inngå i undervannsutstyret, som BOP-anordningen og rammen. Avlesninger og bildegjengi-velser som overføres til overflaten av systemet, vil indi-kere hvor langt og i hvilken retning borefartøyet må beveges for å kompensere havstrømningene, slik at BOP-anordningen kan anbringes direkte over borehullet. Når BOP-anordningen er kommet på plass, kobles den igjen til brønnhodet.

Når BOP-anordningen er blitt koblet til brønnhodet igjen, bores et hull med ca. 4 5 cm diameter til en dybde på ca. 609-1219 m ved boring gjennom stigerøret, igjen ved bruk av et utvidelsesverktøy og ved sirkulasjon av borevæsker på konvensjonell måte. For installering og sementering av et ledningsrør med ca. 34 cm diameter i 45 cm hullet,

er det nødvendig å føre stigerøret til side. Ettersom BOP-anordningen har en innvendig diameter på 47,6 cm, kan den forbli på plass under den andre borerørinstallasjonen.

Som illustrert i figur 10, er neste trinn frakobling av stigerøret 117 fra stigerørrammen 118. Dette oppnås ved at koblingen 119 løsnes og stigerøret tillates å drive med strømmen til trygg avstand fra BOP-anordningen og brønn-hodet. Uten å være tynget av BOP-anordningen, skulle stige-røret være i stand til å drive til en trygg avstand fra BOP-anordningen uten behov for fremdriftsbistand fra dysen 122. Igjen beveges stigerørets øvre ende til side ombord på fartøyet 100 ved bruk av sporskive- og skinnef©rings-systemet 125.

Når stigerøret er flyttet til side, kjøres brønnrøret med 34 cm diameter ned i brønnen fra borefartøyet og sementeres på plass. Ved bruk av de omtalte tilbakeføringsteknikker, føres stigerøret deretter tilbake til sin opprinnelige stilling og kobles igjen til BOP-anordningen. Fra nå av blir brønnen fullført på konvensjonell måte, idet utstyret vil passere gjennom et stigerør med 33 cm diameter. Stige-røret kan forbli i den stilling som er vist i figur 8 under de gjenværende boreoperasjoner.

Fordelene ved ovenfor omtalte utførelsesform er at den gjør det mulig å skyve stigerøret til side uten bruk av støtter. Ettersom all boring gjennomføres gjennom stige-røret ved bruk av utvidelsesverktøy, er det heller ikke nødvendig å avlede borevæsker til stigerøret, når dette er skjøvet til side, slik at man unngår bruk av lavtrykks-BOP-anordning med grenledning. Stigerøret skyves således bare til side, når rør eller verktøy med større diameter enn stigerøret eller BOP-anordningen skal innføres i borehullet. Denne utførelsesform er imidlertid begrenset til situasjoner hvor havstrømninger er i stand til å flytte stigerøret en trygg strekning fra brønnhodet.

Figurene 13-25 illustrerer ytterligere en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse, hvor både stigerøret og BOP-anordningen skyves til side. I figur 13 sees første trinn av denne utførelse, dvs. midlertidig senkning av førings-basis 130 fra et ikke vist borefartøy ved bruk av et konvensjonelt dobbelt J-verktøy 138 med borekrone ("pilot bit") 131 og en 122 cm utvider 132. Føringsbasis 130 begrenses av basisplaten 133 med vedheftede fotpigger 134. Støtteorganer 135 anordnes rundt føringshylsen 136 for

den temporære føringsbasis og kobles til basisplaten•133.

I øvre ende av føringshylsen foreligger et trompetformet sete 137 som bidrar til å føre boreverktøy og rør gjennom hylsen 136. Sonarreflektorer 139 er festet til basisplaten for ytterligere å bidra til føring av utstyr gjennom hylsen 136. Føringshylsens 136 innside omfatter "J"-formede, ikke viste slisser for inngrep med verktøyet 138.

Et borehull med 121,92 cm diameter bores ved bruk av bore-verktøyene 131 og 132. Hullet med 121,92 cm diameter bores til tilstrekkelig dyp til å nå inn i en kompetent formasjon, typisk en dybde på ca. 30 m. Boringen oppnås hensiktsmessig ved bruk av sjøvann som borevæske. Under boring med sjøvann er det vanligvis ingen retur av spon til det flytende fartøyet.

Når borehullet er boret til den ønskede dybde, returneres boreverktøyene og borestrengen til fartøyet og en permanent føringskonstruksjon 145 og et 106,68 cm brønnrør 146 senkes med borerøret 14 7 til den temporære føringsbasis 130 (figur 14). Et opphentbart televisjons- og sonarhode 153

og en sementsko 152 festes til nedre ende av borerøret 147. Den permanente basis 145 og røret 146 senkes, inntil den permanente føringsbasis hviler på den temporære basis 130.

Føringsbasis 145 består av en hylse 159, støtteorganer

149, som er anordnet rundt hylsen 159 for å gi støtte til føringsstendere 155a, 155b, 155c, 155d, 155e og 155f

(155d, 155e og 155f er ikke vist i figur 14), en plate

160, som gir ytterligere støtte for stendere og to tilside-settingsføringer 200 (bare en føring 200 er vist i figur 14) .

Når det 106,68 cm brønnrøret er ført ned i brønnboringen, sementeres røret. Et 91,44 cm stort hull bores deretter til en dybde på ca. 91 m ved bruk av en borekrone ("pilot bit") og en 91,44 cm under-rømmer. Når det 91,44 cm store hull er boret, føres et brønnrør ned i 106,68 cm røret og 91,44 cm hullet. Røret med en diameter på 91,44 cm sementeres.

Når røret er hensiktsmessig sementert, senkes en BOP-anordning, antydet i figur 15 ved 161, til den permanente føringsbasis 145 ved et 35,56 cm stigerør 180. BOP-enheten består av rammen 168, BOP-anordningen 162, tilsidesettings-føringer 202, gjennomgående rør 176 og hydrauliske enheter 143. BOP-rammen 168 omfatter fire støtter 167a, 167b,

167c og 167d (figur 15 viser ikke 167c og 167d), som kobles til støttestenderne 155a, 155c, 155d og 155f for førings-basis 145 ved hjelp av hydrauliske koblinger 174. Rammen 168 overfører de aktuelle stigerørbelastninger til basis 145 og røret 146, slik at belastningen på BOP-anordningen 162 reduseres betydelig. Figur 18 som er et snitt etter linjen 18-18 i figur 15, viser fire BOP-støtter 167a, 167b, 167c og 167d forbundet med basis 145 ved hydrauliske koblinger 174a, 174b, 174c og 174d. BOP-anordningen 162 omfatter ringromavstengere 171 og 172, og utblåsningsavstenger av skjærjekk-typen 163 og av rørjekktypen 164, 165 og 166. Tilsideføringsrammer 202 er festet til øvre ende av BOP-enheten til bruk ved tilsideskyvning av stigerøret. Gjennom-gangsrøret 176 bidrar til å føre verktøyet gjennomførings-basis 145, når en BOP-enhet er i tilsideskjøvet stilling.

Toppen av gjennomgangsrøret 176 har som vist i figur 15,

en avskåret konusformet forlengelse 177 for å lette inn-føring av verktøy i røret 176. Til BOP-rammen er det også festet hydrauliske tappeenheter 143 som inneholder tapper som kan skyves frem og trekkes tilbake.

Figur 25 er et horisontaltsnitt av en tappenhet 143 med tapper 140, 141 og 142. Dette snitt er tatt langs linjen 25-25 i figur 22. Tappene kan skyves frem eller trekkes tilbake ved hjelp av passende, hydrauliske sylindere 150 for inngrep i tilsideflyttingsrammer 200. Tappenhetene og rammen 2 00 beskrives nærmere nedenfor.

En ramme 185 (vist i figur 15) festes til nedre ende av

det marine stigerør 180 for avstøtting av utstyr som benyttes for tilsideflytting av stigerøret. Et gjennomgående rør 183 og to hydrauliske tappenheter 188 er koblet til rammen 185. Det gjennomgående rør benyttes til føring av verktøy gjennom BOP-anordningen, når stigerøret befinner seg i tilsideskjøvet stilling. Når stigerøret er anordnet over BOP-enheten, som vist i figur 15, forløper det gjennomgående rør 183 aksialt på linje med det gjennomgående rør 176 for BOP-anordningen. Tappenhetene 188 bidrar til å skyve stigerøret til side. Tappenhetene 188 er i det vesentlige konstruert på samme måte og har samme funksjon som tappenhetene 143 for BOP-enheten.

Som vist i figurene 15 og 16, forløper stigerøret aksialt

i flukt med BOP-anordningen og er forbundet med denne ved hjelp av den hydrauliske kobling 179. Stigerøret omfatter også en konvensjonell, fleksibel skjøt 178, som gjør det mulig å bøye av stigerøret. Konvensjonelle stopp- og strupeledninger 181 forløper fra BOP-anordningen til det ikke viste, flytende fartøy.

Når BOP-enheten befinner seg i normal driftsposisjon, som vist i figur 15, kjøres en 66 cm utvider gjennom stigerøret og brønnhodeenheten for boring av et 66 cm stort hull for et 50,80 cm brønnrør. Betegnelsen "brønnhodeenhet" omfatter i denne sammenheng den midlertidige føringsbasis 130, den permanente føringsbasis 145 og BOP-enheten 161. Etter at det 66 cm store hull er boret til ca. 244 m, trekkes borestrengen og utvideren opp til fartøyet.

Før et 50,80 cm brønnrør føres ned i boringen, settes

35,56 cm stigerøret og BOP-enheten til side. De grunn-leggende trinn for tilsideføring av BOP-enheten omfatter frigivning av de hydrauliske koblinger 174a, 174b, 174c og 174d, utkjøring av tappene 140 og 141, løfting av stige-røret og BOP-enheten, inntil tappene 141 befinner seg i øvre stilling av den tilsidesatte ramme (figur 4), tilbake-trekking av tappene 140 og utkjøring av tappene 142, samt senking av stigerøret og BOP-enheten til den stilling som er vist i figur 16. Organene for løfting og bevegelse av stigerøret kan utgjøres av systemer ombord på fartøyet, som beskrevet ovenfor.

Figur 18 viser BOP-enheten og den permanente føringsbasis 145 i konvensjonell driftsstilling. Figur 19, som er et snitt etter linjen 19-19 i figur 16, viser BOP-enheten og føringsbasis 145, når BOP-enheten og stigerøret er skjøvet til side. Når stigerøret og BOP-enheten er skjøvet til side, kobles BOP støttene 167a og 167c til støttene 155, 155e ved hjelp av koblinger 174a og 174b og BOP-enheten 162 kobles til støtten 191 på føringsbasis 145.

Mekanismen for bevegelse av stigerøret og BOP-enheten til forskutt stilling kan forklares bedre under henvisning til figurene 20-23, som er et vertikalsnitt av rammene 200. Under henvisning til figur 20, er første trinn å kjøres ut tappene 140 og 141. Tappene 141 kjøres inn i sporet 144 i rammene 200. Annet trinn er å løfte stige-røret og BOP-enheten, inntil tappene 141 befinner seg øverst i slissen 144, som vist i figur 21. Tredje trinn er å trekke tappene 140 tilbake og kjøre ut tappene 142, som vist i figur 22. BOP-enheten og stigerøret senkes deretter. Tappene 142 tvinger tappene 141 ned i slissen 144

i den andre siden av rammen 200, som vist i figur 23.

Når stigerøret og BOP-enheten befinner seg i tilside-skjøvet stilling, kan 50,80 cm brønnrøret passere gjennom røret 176, gjennom føringsbasis 145 og inn i det 76,20

cm store brønnrør og den 66 cm store boring. Det 50,80 cm store brønnrør sementeres på konvensjonell måte. Væsker som fortrenges av sementen under sementeringen, kan returneres til fartøyet gjennom ikke viste ledninger, som forbinder stigerøret med brønnrøret eller, hvis væskene ikke er forurensende, kan de dumpes i sjøen.

Etterat det 50,80 cm brønnrør er blitt sementert, føres BOP-enheten og stigerøret tilbake til normal driftsstilling, som vist i figur 14. For å føre BOP- og stigerørenheten til denne stilling, løftes den med tappene i den stilling som er vist i figur 23. Når tappene 41 befinner seg i toppen av slissene 144, trekkes tappene 142 tilbake og tappene 140 kjøres ut. Stigerøret og BOP-enheten senkes deretter til den konvensjonelle driftsposisjon.

Når BOP-enheten befinner seg i normal driftsstilling, fort-settes boringen. Et ca. 45 cm stort hull for et ca. 34

cm stort brønnrør bores til en dybde på ca. 1219 cm. For senking av 34 cm diameter brønnrøret er det nødvendig igjen å flytte 35,56 cm diameter stigerøret til side. BOP-anordningen kan imidlertid forbli i sin konvensjonelle driftsstilling. Tilsideføring av stigerøret omfatter følgende trinn: stigerøret frigjøres fra BOP-enheten, egnede tapper i den hydrauliske enhet 188 kjøres ut for inngrep med til-sidef øringsføringene 202, stigerøret løftes, passende tapper i enheten 188 trekkes tilbake når tappene er i toppen av slissen i rammen 200, stigerøret senkes til den stilling som er vist i figur 17 og forbindes med BOP-enheten. Tapper i den hydrauliske enhet 188 går i inngrep

med rammene 202 på samme måte som tidligere beskrevet i forbindelse med tilsideflytting av BOP-enheten. Når stige-røret befinner seg i sin forskutte stilling (vist i figur 17), forløper det gjennomgående rør 183 for stigerørrammen 185 aksialt på linje med BOP-anordningen. Når brønnrøret med ca. 34 cm diameter er kjørt ned og sementert, føres stigerøret tilbake til den stilling som er vist i figur 15. Boring fortsetter deretter på konvensjonell måte. Stigerøret trenger ikke å skyves til side igjen, fordi brønnrøret og verktøyene som benyttes for den videre boring passerer gjennom stigerøret og brønnhodeenheten.

Det vil fremgå av det ovenstående at foreliggende oppfinnelse byr på avgjørende fordeler fremfor de dypvanns-stigerørsystemer som er kjent på området. Skjønt oppfinnelsen er beskrevet under henvisning til noen utførelses-eksempler, vil det være innlysende at oppfinnelsen ikke begrenser seg til disse, men omfatter modifikasjoner og kombinasjoner som ligger innenfor rammen av de etter-følgende krav.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for gjennomføring av brønnoperasjoner på havbunnen hvor brønnoperasjonene, inkludert boring normalt utføres gjennom et stigerør (17) som er festet mellom et flytende fartøy (10) og et undervannsbrønnhode (11), og hvor stigerørets (17) nedre ende løsgjøres og fjernes fra brønnhodet (11) slik at det blir adgang til brønnen for nedsenking av utstyr som ikke kan passere gjennom stigerøret (17), karakterisert ved at stigerørets (19) nedre ende etter løsgjøring fra brønn-hodet (11) forflyttes i en avstand til side for brønnhodet (11) til stigerøret (17) kommer i flukt med en undervanns-støtteanordning (55), hvoretter stigerøret (17) parkeres på denne.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at brønnoperasjonene omfatter at et foringsrør (146) med en diameter større enn den indre diameter for stigerøret (17) føres inn i undervannsbrønnhodet (11).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det tilveiebringes en fluidumforbindelse mellom stigerøret (17) og undervannsbrønnhodet (11) etter at stigerøret (17) er blitt forbundet med undervannsstøtte-anordningen (55).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det opprettholdes et strekk i stigerøret (17), med stigerøret (17) festet til undervannsstøtteanordningen (55) .

5. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved: at den nedre ende av stigerøret (17) frigjøres fra under-vannsstøtteanordningen (55), at stigerøret (17) beveges til et sted i aksial innretting med undervannsbrønnhodet (11), og at den nedre ende av stigerøret (17) igjen festes til under-vannsbrønnhodet (11).

6. Apparat for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1, innbefattende et stigerørsystem med et i det vesentlige vertikalt stigerør (17), hvilket stigerør (17) ved sin øvre ende er understøttet av et flytende fartøy (10) og strekker seg fra fartøyet (10) til et undervannsbrønnhode (11), og innbefattende en innretning for bevegelse av den nedre ende av stigerøret (17) sideveis i forhold til brønn-hodet (11), karakterisert ved at en undervannsstøtteanordning (55) er anbragt i en avstand i sideretningen fra brønnhodet (11), hvilken undervanns-støtteanordning (55) er beregnet på å støtte den nedre enden av stigerøret (17), idet undervannsstøtteanordningen omfatter en innretning for å fastholde stigerøret (17) slik at det kan opprettholdes et strekk i stigerøret mens dette er festet til undervannsstøtteanordningen (55).

7. Apparat ifølge krav 6, karakterisert ved at innretningen for bevegelse av den nedre ende av stigerøret (17) innbefatter føringsinnretninger som tjener til å føre den nedre ende av stigerøret (17) mellom brønnhodet (11) og undervannsstøtteanordningen (55).

8. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at føringsinnretningen innbefatter hydraulisk betjente løfteinnretninger (51).

9. Apparat ifølge krav 6, karakterisert ved at undervannsstøtteanordningen (55) innbefatter en innretning for tilveiebringelse av en fluidumforbindelse mellom brønnhodet (11) og stigerøret (17) når nevnte stige-rør (17) er festet til undervannsstøtteanordningen (55), hvorved boring kan finne sted med en borestreng (19) som ikke befinner seg inne i stigerøret (17), idet borefluider som sprøytes inn gjennom borestrengen (19) returneres til fartøyet (10) ved å føres gjennom fluidumforbindelsen og så inn i stigerøret (17).

10. Apparat ifølge krav 9, karakterisert ved at fluidumforbindelsen innbefatter en grenledning (31) som avgrener fluidum fra brønnhodet (11) til under-vannsstøtteanordningen (55).

11. Apparat ifølge krav 6, karakterisert ved at en boresikringsventil (BOP) (60) er festet til den nedre ende av stigerøret (17) og kan forflyttes sammen med dette.