NO166093B - Traadtau med et kjernetau og et ytre kordellag slaatt paa dette. - Google Patents

Description

Vertikalopplagringsanordning.

Foreliggende oppfinnelse angår i sin alminnelig-het swivellagre av den typen som anvendes i forbindelse med brønnboringsverktøy. Oppfinnelsen angår mer spesielt, men ikke i form av noen begrensning, en swivelopplagring for anvendelse i forbindelse med undervanns-boreoperasjoner som foregår fra et apparat på en boreplattform som flyter på vannet,

I løpet av de senere år har det for å lokalisere

nye olje- og gassproduktreserver vært stor aktivitet med boring mot kilder som ligger under bunnen av innsjøer eller havbunnen utenfor kystlinjene» Ved boreoperasjoner under vannoverflaten har det oppstått forskjellige nye problemer i oljeindustriens teknologi. Opprinnelig ble utenfor strandlinjen liggende bore-

hull boret fra en plattform som var understøttet på innsjø- eller havbunnen. De fleste nye problemer som oppsto ved boring fra den faste plattform skrev seg opprinnelig fra avstanden mellom boreriggen og borehodet ved innsjø- eller havbunnen. Ofte kunne over hundre meter adskille riggen fra borehodet.

Senere er det særlig på ekstremt dype farvann funnet mer praktisk å bore slike hull fra flytende skip, lektere eller plattformer. Det er funnet at borelektere med hell kan holdes i posisjon på vannoverflaten over borehullet slik at boreoperasjonen kan fortsette i all slags vær, unntatt det aller verste. Det er oppstått en god del vanskeligheter under forsøkene på å kompensere for forandringer i vanndybden som skyldes høye bølger eller tidevanneffekter.

En metode som benyttes til å kompensere for dybdeforandringer er anordningen av en glide- eller teleskopforbindel-se på borstammen som strekker seg fra den flytende lekter ned til borehullet. Når vanndybden avtar, vil det i forbindelsen bevirkes en teleskopisk forskyvning med reduksjon av lengden av borstammen. Når vanndybden øker og lekteren løfter seg i forhold til borehodet, bevirker forbindelsen en økning av lengden slik at det frem-skaffes en lengre borstamme. Det skal påpekes at vekten av borstammen vil holde den del av denne som er under teleskopforbindelsen i stilling når lekteren løfter seg.

Teleskopforbindelsen har til en viss grad vært an-vendt med hell når borskjæret hviler på bunnen av hullet under boreoperasjonen. Når visse operasjoner må gjennomføres i borehullet ovenfor bunnen, vil den nedre del av borstammen beveges ver-tikalt i borehullet avhengig av dybdeforandringer i vannet med mindre borstammen holdes fast.

Av forskjellige grunner føres det under boringen inn i borehullet en metallforing, vanlig kjent som en borehulls-hylse. Det er imidlertid bekjentgjort reguleringsbestemmelser som krever at borehullshylsen fjernes til en viss dybde under havbunnen når et borehull har vist seg å være ikke driwerdig0 Under normale forhold fjernes hylsen ganske lett ved å forbinde en hyl-sekutter eller -fres til den nedre ende av borstammen og trekke borstammen og den påfestede kutter til en passende høyde i hylsen. Når den riktige høyde er nådd, føres kutteekjærene i kontakt med borehullshylsen og hylsekutteren dreies til hylsen er avkuttet.' En trekkanordning blir derpå festet på den øvre avkuttede del av borehullhylsen som derpå utsettes for en oppadvirkende kraft hvorved hylsen løftes opp av borehullet» Ved bruk av en flytende plattform har det pi grunn av dybdeforanringer og bevegelsen av plattformen oppstått vansker ved forsøk på å kutte hylsen på det bestemte sted» Borehullshylser er relativt harde og vanskelige å kutte jevnt langs en omkretslinje med kutteskjærene eller fresen som er i kontakt med hylsen0 Man kan lett forestille seg hvor mye mer vanskelig en slik kutteoperasjon er når kutteskjærene beveges kontinuerlig i et vertikalplan ved forsøkene på å kutte bo-* rehullshyls en«

I store trekk angår oppfinnelsen en forbedret svi-■vellagringsanordning som er innskutt i en borstamme som strekker seg fra en flytende plattform hvor vertikalopplagringsanordningen kan samvirke med borehullshylsen for å hindre borstammen fra å bevege seg i forhold til hylsen når det gjennomføres operasjoner som for eksempel kutting av borehullshylsen» Den før nevnte te-leskopforbindelse er plassert på borstangen for å kompensere den vertikale bevegelse av den flytende plattform, og vekten av borstammen nyttes til å holde vertikalopplagringsanordningen i stilling i hylsen under oppoverbevegelsen av den flytende plattform»

Oppfinnelsen skaffer også en forbedret vertikalopplagringsanordning som omfatter en rørformet del som i hver ende er avpasset til å kunne forbindes med borstammen, et rørfor-met hus som omslutter den rørformede del som er roterbar i forhold til huset og en ringformet opplagringsdel som er montert på huset og kan bringes i kontakt med borehylsen for å hindre en nedoverbevegelse av vertikalopplagringsanordningen og borstammen i forhold til borehullshylsen»

Hovedformålet for oppfinnelsen er å skaffe en forbedret anordning som brukes i forbindelse med boreoperasjoner som gjennomføres ved boringer fra en flytende boreplattform for å hindre vertikal bevegelse av borstammen i et borehull.

Et annet formål er å skaffe en forbedret vertikalopplagringsanordning som er avpasset til å kunne forbindes med en borstamme og er anordnet for å samvirke med borehullshylsen for å hindre en nedoverbevegelse av borstammen i hylsen mens det tillates rotasjon av borstammen i forhold til hylsen.

Et tredje formål er å skaffe en forbedret vertikalopplagringsanordning som omfatter en ringformet opplagringsdel som er i kontakt med opplagringshuset og med borehullshylsen hvor kontaktarealet mellom opplagringshuset og opplagringsdelen er

I

mindre enn kontaktarealet mellom opplagringsdelen og hylsen, slik at opplagringshuset og borstammen kan rotere i forhold til opplagringsdelen hvis vertikallagrene skulle låse seg.

Et fjerde formål er å skaffe en forbedret vertikalopplagringsanordning for bruk under vann som omfatter innretninger for å hindre vann fra å komme i kontakt med lagrene som er plassert i anordningen.

Svivelopplagringen ifølge oppfinnelsen er av den art som omfatter en indre hylse eller rørformet del med øvre og nedre endepartier anordnet i forbindelse med borstammen og med en omløpende flens som sttikker radielt ut ved midtpartiet av en rørformet del, og oppfinnelsen karakteriseres ved at den rør-formete indre del ved sin øvre og nedre ende er anordnet med koplingsanordninger for å forbindes med borstammen og ved sitt midtparti er lagret dreibart, men aksielt ikke forskyvbart i et rørformet hus som omgir den indre delen, hvilket hus på

sin side er omgitt av en ringformet lagerdel som står i forbindelse såvel med huset som med en borehylse i borehullsrøret.

Oppfinnelsen vil fremgå klarere av den følgende beskrivelse i forbindelse med de medfølgende tegninger hvor like hen-visningstall betegner like deler på alle riss og hvor: Fig. 1 er et_oppriss, delvis i snitt av en del av en boreplattform og en borstamme som omfatter en teleskopforbin-delse og strekker seg fra plattformen ned til en vertikalopplagringsanordning samt kutteskjær som er anbrakt i borehullet i havbunnen.

Fig. 2 er et oppriss i snitt og i større målestokk

av borehullshylsen hvori det er anbrakt en utførelsesform av en vertikalopplagringsanordning konstruert ifølge oppfinnelsen, og

fig. 3 er et oppriss delvis i snitt og viser kutteskjær eller en fres anbrakt i borehullshylsen.

Det skal nå vises til tegningene og særlig til

fig. 1 hvor en del av en borelekter eller -plattform 10 flyter

på en vannoverflate 12. På den øvre flate av borelekteren eller den flytende plattform 10 er det anordnet en borerigg 14. Nedad fra boreriggen 14 gjennom den flytende plattform 10 er det an-

ordnet en borstamme 16 som omfatter en teleskop- eller glide-forbindelse 18 i en hensikt som skal beskrives mer detaljert i det etterfølgende» Borstammen 16 strekker seg nedad i en indre hylse 20 som er anordnet koaksialt med en midtre hylse 22 og en ytre hylse 24» Den ytre hylse 24 er anordnet i borehullet 26 og strekker seg ned i bunnen 28 under vannet 12, Borstammen 16 er forbundet med en vertikalopplagringsanordning 30 som skal be-

skrives mer detaljert i det følgende. En eller flere seksjoner av borestammen 16 strekker seg ned fra vertikalopplagringsanordningen 30 og er ved den nedre ende forbundet med hylsefresen eller kutteanordningen 33,

Fig. 2 viser et snitt i større målestokk av de-

taljene i vertikalopplagringsanordningen 30. Som vist i denne figur er vertikalopplagringsanordningen 30 anbrakt i den indre hylse 20.<;> Vertikalopplagringen 30 omfatter en indre rørformet del 32 som strekker seg aksialt gjennom et rørformet hus 34. Den indre rørformete del 32 omfatter et øvre endeparti 36 og et ned-

re endeparti 38 som hvert er anordnet i passende forbindelse med borstammen. En radialt utstikkende flens 40 omslutter det midtre parti av den indre rørformete del 32, idet flensen 40 har en oppadvendende flate 42 og en nedadvendende flate 44. Det rørform-

ete hus 34 som omgir den indre rørformete del 32 omfatter et øv-

re parti 46 og et nedre parti 48 som er festet sammen ved hjelp av en rekke skruer 50 som går gjennom en omløpende flens 52 på

den nedre ende av det øvre husparti 46 og inn i den øvre ende av det nedre husparti 48 på det rørformete hus 34. Den øvre ende av det nedre husparti 48 har en større diameter slik at det dannes en nedadvendende skulderflate 54, og en utvidet boring 56 omgir den utstikkende flens 40 på den indre rørformete del 32.

Et øvre thrustlager 58 er anordnet mellom den ned-

re ende av det øvre husparti 46 på det rørformete hus 34 og.den oppadvendende skulderflate 42 på flensen 40 på den indre rørfor-

mete del 32. Et liknende thrustlager 60 er anordnet mellom en oppadvendende skulderflate 62 utformet i boringen 56 i det nedre husparti 48 på det rørformete hus 34 og den nedadvendende skulderflate 44 på flensen 40 på den indre rørformete del 32. Anordningen av thrustlagrene 58 og 60 som samvirker med flensen 40 og

det rørformete hus 34 er slik at den rørformete del 32 hindres fra vertikalbevegelse i forhold til det rørformete hus 34.

Øvre og nedre ringformete hylselagre 64 resp. 66 er anordnet mellom den indre rørformete del 32 og det rørform-ete hus 34 slik at det kan tillates relativ rotasjon mellom disse. Det øvre hylselager 64 er anordnet i det øvre husparti 46 i det rørformete hus 34 og det nedre hylselager 66 er anordnet i det nedre husparti 48 i det rørformete hus 34.

Et par gjengete hull 68 og 70 går gjennom det utvidete parti i det rørformete hus 34 slik at det er smørefor-bindelse til boringen 56. Hullene 68 og 70 tjener som innfø-ringskanal for et smøremiddel til den utvidete boring 56 hvorpå det lukkes av gjengete plugger 72 resp. 74.

En øvre pakningsanordning 76 omgir den indre rør-formete del 32 og er anordnet i det øvre husparti 46 av det rørformete hus 34 nær opp til den øvre ende av det øvre hylselager 64. En nedre pakningsanordning 78 som er identisk med pakningsanordningen 76 omgir den indre rørformete del 32 inne i det nedre husparti 48 av det rørformete hus 34 nær opp til den nedre ende av det nedre hylselager 66. Pakningsanordningene 76 og 78 holdes på plass i det rørformete hus 34 ved hjelp av øvre og nedre dekkplater 80 resp. 82 som ligger tett omkring den indre rørformete del 32 og er festet til endene av det rørformete hus 34 ved hjelp av flere skruer 84.

Hver av pakningsanordningene 76 og 78 omfatter et par identiske, men omvendte pakningsdeler 86 som hver omfatter flere snorliknende pakningselementer 88. Pakningsdelene 86 i hver pakningsanordning 76 og 78 holdes fra hverandre ved hjelp av en skruefjær 90 som omgir den indre rørformete del 32 og ut-virker en kraft som tjener til å trykke sammen pakningsdelene 86. En boring 92 går gjennom det øvre husparti 46 av det rør-formete hus 34 og inn i rommet som omfatter den øvre pakningsanordning 76. Boringen 92 er anordnet for å kunne sprøyte inn en mengde smøremiddel, f.eks. grease med stor tetthet. Smøre-midlet som presses inn i rommet mellom pakningsdelene 86 tjener til å forøke tetningseffektiviteten for pakningsanordningen 76 så vel som til å smøre de roterende deler i vertikalopplagringsanordningen 30. Det er vist en plugg 94 som er innsatt i boringen 92 etter at smøremidlet er blitt innpresset. En boring 96 går gjennom det nedre husparti 48 av det rørformete hus 34 °g inn i rommet mellom pakningsdelene 86 i den nedre pakningsanordning 78 i den samme hensikt som hullet 92 har for den øvre pakningsanordning 76. En plugg 98 benyttes til lukking av boringen 96 etter at smøremidlet er innført gjennom denne.

Det øvre husparti 46 av det rørformete hus 34 er forsynt med en omløpende flens 100 som er forsynt med en oppadvendende skulderflate 102. En ringformet føringsdel 104 som har flere vertikale porter 106 omgir det øvre husparti 46 av det røformete hus 34 ovenfor den oppadvendende skulderflate 102. Den ringformete føringsdel 104 fastholdes på det rørformete hus 34 ved hjelp av en holdering 107 som er festet til det øvre husparti 46 ved hjelp av settskruer 108. Den ringformete føringsdel 104 har en ytre diameter som er avpasset til den indre hylse 20 i en hensikt som vil fremgå klarere av det etterfølgende.

En lagerdel 110 omgir det nedre husparti 48 av det rørformete hus 34 og har en øvre flate som er beregnet for kontakt med den nedadvendende skulderflate 54 på det rørforme-te hus 34. Lagerdelen 110 har en nedre skråflate 112 som er i kontakt med en oppadvendende skulderflate 114 som er utformet i den indre hylse 20. Flere vertikale porter 116 går gjennom lagerdelen 110. Lagerdelen 110 fastholdes på det rørformete hus 34 ved hjelp av en ring 118 som omgir det nedre husparti 48 av det rørformete hus 34 nedenfor lagerdelen 110. Ringen 118 er festet til det rørformete hus 34 ved hjelp av settskruer 120 som går gjennom ringen 118 og inn i det rørformete hus 34. Det skal påpekes at kontaktarealet mellom den nedadvendende skulderflate 54 på det rørformete hus 34 og den øvre flate på lagerdelen 110 er mindre enn kontaktarealet mellom den skrå flate 112 på lagerdelen 110 og den oppadvendende skulderflate 114 på den indre hylse 20 i en hensikt som skal forklares i forbindelse med virkemåten for vertikalopplagringsanordningen 30.

Som vist på fig. 1 er en kutteanordning 33 anordnet i forbindelse-med vertikalopplagringsanordningen 30 ved hjelp av én eller flere seksjoner av borstammen 16. Fig. 3 viser kutteanordningen 33 mer detaljert. Som vist på fig. 3 omfatter kutteanordningen 33 et hovedparti 122 som i uttagninger 126 i dette bærer flere utskyvbare kutteelementer 124. Kutteelementene 124 utskyves til anlegg mot den indre hylse 20 ved hjelp av hyd-rauliske eller mekaniske krefter som virker på kutteelementene 124 slik at hylsen 20 kan kuttes ved det ønskete sted ved rotasjon av kutteanordnlngen 33. Konstruksjonen av og virkemåten for en egnet kutteanordning er vel kjent av fagfolk i oljeindu-strien. Adskillige egnete typer av disse er kommersielt tilgjen-gelige.

Ved bruk av en anordning konstruert i henhold til oppfinnelsen er kutteanordningen 33 påfestet den nedre ende av borstammen 16 og kutteanordningen senkes derpå fra boreriggen 14 på den flytende plattform 10 inntil det nødvendige antall seksjoner av borstammen 16 er sammensatt for å skaffe den nødvendi-ge avstand mellom kutteanordningen 33 og vertikalopplagringsanordningen 30. Vertikalopplagringen 30 forbindes derpå med borstammen 16 og senkes med denne inn i den indre hylse 20. Teleskopforbindelsen 18 innsettes på borstammen 16 i en hvilken som helst passende stilling mellom vertikalopplagringsanordningen 30 og den flytende plattform 10, slik at teleskopforbindelsen 18 kan kompensere for dybdeendringer i vannet 12 slik som tidligere beskrevet.

Når den nedre skrå flate 112 på lagerdelen 110 på vertikalopplagringsanordningen 30 kommer i anlegg mot den oppadvendende skulderflate 114 i den indre hylse 20, er kutteanordningen 33 i den ønskete stilling for å kunne kutte den indre hylse 20. På dette tidspunkt har også føringsdelen 104 entret den indre hylse 20 og er innpasset så godt i denne at det opp-rettholdes god aksial innretning av borstammen 16 i den indre hylse 20, Når denne stilling er nådd, påvirkes kutteanordningen 33 slik at kutteelementene 124 skyves ut og i kontakt med veggen i den indre hylse 20, Borstammen 16 blir derpå dreiet, hvorved den indre rørformete del 32 i vertikalopplagringsanordningen 30 roterer med og dreier samtidig de seksjoner av borstammen 16 som ligger mellom kutteanordningen 33 og vertikalopplagringsanordningen 30, slik at kutteanordningen også roteres. Under dette operasjonstrinn for vertikalopplagringsanordningen 30 roterer den indre rørformete del 32 i forhold til det rørformete hus 34 med liten eller ingen friksjonsmotstand på grunn av at det er montert thrustlageranordninger 58 og 60 og ringformete hylselagre 64 og 66,

Hvis noen av lagrene skulle låse seg slik at det rørformete hus 34 roterer med den indre rørformete del 32, vil det rørformete hus 34 rotere i forhold til lagerdelen 110. Som før nevnt inntreffer den relative rotasjon mellom det rørformete hus 34 og lagerdelen 110 fordi kontaktarealet mellom det rørfor-

mete hus 34 og lagerdelen 110 er mindre enn kontaktarealet mel-

lom lagerdelen 110 og den oppadvendende skulderflate 114 på den indre hylse 20, Det kan derfor sees at selv om lagrene i vertikalopplagringsanordningen 30 skulle funksjonere dårlig, er det sørget for at borstammen 16 kan rotere kontinuerlig i forhold til den indre hylse 20, hvorved kutteoperasjonen kan fullføres uten at det er nødvendig å trekke opp hele anordningen for ut-skiftning av den fastlåste vertikalopplagringsanordning 30,

Det kan sees at under kutteoperasjonen vil vekten

av borstammen 16 holde den nedre skråflate 112 på lagerdelen 110

i kontakt med den oppadvendende skulderflate 114 på grunn av virkemåten for teleskopforbindelsen 18 selv om den flytende plattform 10 skulle beveges oppover i forhold til den indre hylse 20,

En nedoverbevegelse av den flytende plattform 10 vil ikke påvirke stillingen av kutteanordningen 33 i den indre hylse 20 på grunn av thrustlageranordningen mellom den indre rørformete del 32 og det rørformete hus 34,,hvilken anordning overfører en hvilken som helst nedadvirkende kraft på denne til lagerdelen 110 som er i kontakt med den indre hylse 20, Det kan da sees at uansett hvilke vertikalbevegelser den flytende plattform utsettes for vil kutteanordningen 33 holdes i en fast vertikalstilling i forhold til den indre hylse 20,

Det skal påpekes med bakgrunn i den foranstående beskrivelse at selv om vertikalopplagringen 30 skal anvendes un-

der vann, er lageranordningene i denne effektivt avtettet mot

vannets virkninger ved hjelp av de øvre og nedre pakningsanord-ninger 76 resp, 78, Videre skal det påpekes at vertikalopplagringsanordningen 30 som er konstruert i samsvar med oppfinnelsen kan fremstilles med letthet og på en økonomisk gunstig måte.

Claims (5)

1. Svivelopplagring bestemt til bruk i forbindelse med en borstamme for understøttelse av et boreverktøy inne i et borehullsrør, omfattende en indre hylse eller rørformet del med øvre og nedre endepartier anordnet i forbindelse -med borstammen og med en omløpende flens som stikker radielt ut ved midtpartiet av en rørformet del, karakterisert ved at den rør-formete indre del (32) ved sin øvre og nedre ende (36,38) er anordnet med koplingsanordninger for å forbindes med borstammen (16) og ved sitt midtparti er lagret dreibart, men aksielt ikke forskyvbart i et rørformet hus (34) som omgir den indre delen, hvilket hus på sin side er omgitt av en ringformet lagerdel (110) som står i forbindelse såvel med huset som med en borehylse (20) i borehullsrøret.

2. Svivelopplagring som angitt i krav 1, karakterisert ved at den indre delen (32) på midtpartiet er forsynt med en omkretsmessig radielt utoverrettet flens (40) og at det mellom flensen og huset (34) er anordnet trykklagre (58,60) og at det såvel over som under trykklagrene er anordnet ringformete lagerhylser (64,66).

3- Svivelopplagring som angitt i krav 2, karakterisert ved at et ringformet kammer (56) er anordnet i det midtre parti av det rørformete huset (34) som omgir trykklagrene,! hvilket kammer munner ut gjennom huset forløpende øvre og nedre hull (68) som har til hensikt å tilføre kammeret et i det vesentlige utfyllende smøremiddel.

4. Svivelopplagring som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at det ved øvre og nedre ende av det rørformete huset (34) er anordnet endekapper (80,82) og at det mellom nevnte kapper og tilstøtende ringformete lagre (64,66) er anbrakt pakninger (86,90) og at huset (34) i avstand fra den ringformete lagerdelen (110) er omgitt av i det minste én ringformet føringsanordning (104).

5. Svivelopplagring som angitt i krav 4, karakterisert ved at den ringformete lagerdelen (110) er dreibart anordnet på det rørformete huset (34) og at berøringsflaten mellom den på huset anordnete nedoverrettete skulder (54) og lagerdelen er utført mindre enn berøringsflaten mellom lagerdelen og bærehylsen (20) i borehullsrøret.