NO20012079L

NO20012079L - Detachable riser drawbar

Info

Publication number: NO20012079L
Application number: NO20012079A
Authority: NO
Inventors: Jon Grude Gjedebo
Original assignee: Nat Oilwell Norway As
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2002-10-28
Also published as: WO2002087962A1; NO20012079D0

Description

FRAKOPLEBAR STIGERØRSTREKKBØYEDETACHABLE RISE PIPE TENSION BOY

Denne oppfinnelse vedrører en fra et borefartøy frakoplebar stigerørsbærende bøye for borearbeider til havs hvor en brønns stigerør forløper opp til havoverflaten. This invention relates to a riser carrying buoy that can be disconnected from a drilling vessel for drilling work at sea where a well's riser runs up to the sea surface.

Ved etablering av en ny petroleumsbrønn på større havdyp bringes ifølge kjent teknikk en flytende boreplattform eller annet egnet fartøy som er forsynt med nødvendig boreutstyr, When establishing a new petroleum well at greater sea depths, a floating drilling platform or other suitable vessel equipped with the necessary drilling equipment is brought in according to known techniques,

til bo:restedet hvor det fortøyes. Det kan nevnes at fartøy som anvender såkalt dynamisk posisjonering hvor fortøyninger ikke anvendes, er kjent. Dynamisk posisjonering er relativt kostbart og medfører fare for avdrift av borefartøyet under ugunstige forhold. Etter at oppankring og klargjøring er ut-ført settes de første foringsrør og bunnramme. to the place of residence where it is moored. It can be mentioned that vessels that use so-called dynamic positioning where moorings are not used are known. Dynamic positioning is relatively expensive and carries the risk of the drilling vessel drifting under unfavorable conditions. After anchoring and preparation have been carried out, the first casing pipes and bottom frame are placed.

Deretter senkes et brønnhode inneholdende nødvendige ventiler ned til havbunnen og forbindes til brønnrammen. Deretter senkes det ned et stigerør som forbindes til brønnhodet ved sitt nedre endeparti. Stigerøret er ved sitt øvre parti forbundet til plattformen via en hivkompenseringsanordning, gjerne i form av en eller flere hydrauliske sylindere, som er innret tet til å opprettholde et relativt konstant strekk i stigerø-ret også under plattformens hivbevegelser. A wellhead containing the necessary valves is then lowered to the seabed and connected to the well frame. A riser is then lowered and connected to the wellhead at its lower end. At its upper part, the riser is connected to the platform via a heave compensation device, preferably in the form of one or more hydraulic cylinders, which are designed to maintain a relatively constant tension in the riser also during the platform's heave movements.

Ved borearbeider ifølge kjent teknikk er det således nødven-dig å anbringe en boreplattform ved borestedet før fortøy-ningsarbeidene kan gjennomføres. Videre er det nødvendig ved dårlig vær å tømme stigerøret for borevæske for deretter å kople dets nedre endeparti fra brønnhodet. Det er innlysende at en slik fråkopling sammen med den etterfølgende påkopling både er tidkrevende og kostbar. For drilling work according to known techniques, it is thus necessary to place a drilling platform at the drilling site before the mooring work can be carried out. Furthermore, in bad weather, it is necessary to empty the riser of drilling fluid and then disconnect its lower end from the wellhead. It is obvious that such a disconnection together with the subsequent connection is both time-consuming and expensive.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe ulempene ved kjent teknikk. The purpose of the invention is to remedy the disadvantages of known technology.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav. The purpose is achieved according to the invention by the features indicated in the description below and in the subsequent patent claims.

Før borearbeidene igangsettes, anbringes en bøye over borestedet. Bøyen forankres ifølge i og for seg kjent teknikk og med tilstrekkelig styrke til å oppta forankringskreftene fra bøyen og fra en boreplattform. Kombinasjoner av forankring og dynamisk posisjonering er også anvendbare. Before drilling begins, a buoy is placed over the drilling site. The buoy is anchored according to techniques known per se and with sufficient strength to absorb the anchoring forces from the buoy and from a drilling platform. Combinations of anchoring and dynamic positioning are also applicable.

Bøyen senkes til et fribord som muliggjør at en boreplattform kan forskyves inn over bøyen uten at plattformens tverrstag kommer i konflikt med bøyen. Bøyen anbringes i et rom mellom plattformens pontonger og to tverrstag, og vertikalt under plattformens boreanordning. Plattformen er forsynt med fø-ringsanordninger som komplementært passer i vertikale førin-ger langs bøyens to kortvegger. Etter at plattformen er posisjonert over bøyen, senkes plattformen langs bøyens føringer til den når et forutbestemt dypgang i forhold til bøyen. Bøy- en forbindes deretter til plattformen for eksempel ved hjelp av luftfylte klembelger av i og for seg kjent art. Plattformen holdes således i posisjon ved hjelp av bøyens forankringer. The buoy is lowered to a freeboard which enables a drilling platform to be moved in over the buoy without the platform's crossbar coming into conflict with the buoy. The buoy is placed in a space between the platform's pontoons and two cross struts, and vertically below the platform's drilling device. The platform is provided with guide devices which complementarily fit into vertical guides along the buoy's two short walls. After the platform is positioned above the buoy, the platform is lowered along the guides of the buoy until it reaches a predetermined draft in relation to the buoy. The buoy is then connected to the platform, for example, by means of air-filled clamping bellows of a type known per se. The platform is thus held in position by means of the buoy's anchorages.

Foringsrørene og bunnrammen settes så i/på havbunnen. Brønn-hodet med nødvendige ventiler ig stigerør senkes deretter fra plattformen ned gjennom en i bøyen vertikal gjennomgående åpning, og videre ned til havbunnen hvor den forbindes til brønnrammen. Ved sitt øvre parti, under stigerørets fleksible forbindelse, forbindes stigerøret med bøyens strekksylindere som er innrettet til å opprettholde et relativt jevnt strekklast i stigrøret. Etter at stigerøret er satt under strekk, heves plattformen sammen med 'bøyen til sin arbeidsdypgang, hvoretter brønnarbeidsoperasjoner som for eksempel boring, injisering, produksjon og brønnvedlikehold kan gjen-nomføres. • The casings and bottom frame are then placed in/on the seabed. The wellhead with the necessary valves and risers is then lowered from the platform through a vertical through opening in the buoy, and further down to the seabed where it is connected to the well frame. At its upper part, under the riser's flexible connection, the riser is connected to the buoy's tension cylinders, which are designed to maintain a relatively uniform tension load in the riser. After the riser is put under tension, the platform is raised together with the buoy to its working draft, after which well work operations such as drilling, injection, production and well maintenance can be carried out. •

Ved uvær, når boringen må avbrytes, heves plattformen og bøy-en opp til stormdypgang. Bøyens strekksylindere er utformet slik at de også ved denne relativt høye posisjon i sjøen har tilstrekkelig bevegelseslengde til å oppta bøyens hivbeveg-else. Det er således unødvendig å kople stigrøret fra brønn-hodet ved dårlig vær, og plattformen er hele tiden i posisjon til å gjenoppta borearbeidet så snart været tillater det. Ved varsel om svært dårlig vær, kan ventilen på havbunnen stenges og boreplattformen forlate bøyen mens stigerøret fortsatt er forbundet mellom bunnventilen og bøyen. Flere produksjons-brønner kan forbindes til den samme bøye ved at hvert stige-rør er forsynt med sitt eget strekksystem. In the event of storms, when drilling must be interrupted, the platform is raised and the buoy up to storm draft. The buoy's tension cylinders are designed so that, even at this relatively high position in the sea, they have sufficient movement length to absorb the buoy's heaving movement. It is thus unnecessary to disconnect the riser from the wellhead in bad weather, and the platform is always in a position to resume drilling as soon as the weather permits. In the event of a warning of very bad weather, the valve on the seabed can be closed and the drilling platform can leave the buoy while the riser is still connected between the bottom valve and the buoy. Several production wells can be connected to the same buoy by providing each riser with its own tensioning system.

i in

I det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket variant av oppfinnelsen som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser skjematisk et sideriss av en plattform hvor en bøye er vist i snitt, og hvor plattformen er posisjonert over bøyen. In what follows, a non-limiting example of a preferred variant of the invention is described which is visualized in the accompanying drawings, where: Fig. 1 schematically shows a side view of a platform where a buoy is shown in section, and where the platform is positioned above the buoy.

Fig. 2 viser et snitt I-l i fig. 1.Fig. 2 shows a section I-1 in fig. 1.

Fig. 3 viser skjematisk det samme som i fig. 1, men her er plattformen senket ned til passende dypgang for nedsetting av brønnhodet. Brønnhodet er på vei ned gjenom bøyens vertikale gjennomgående åpning. Fig. 4 viser skjematisk det samme som fig. 3, men her er sti-gerøret ved sitt nedre endeparti forbundet til brønnhodet, og ved sitt øvre parti forbundet til bøyen via flere strekksylindere. Fig. 5 viser skjematisk det samme som i fig. 4, men her er plattformen og bøyen hevet til sin normale arbeidsdypgang. Fig. 6 viser plattformen og bøyen i fig. 5 hevet til et stormdypgang. Fig. 7 viser bøyen i en tilstand hvor plattformen midlertidig er koplet fra bøyen. Fig. 3 schematically shows the same as in fig. 1, but here the platform is lowered to a suitable depth for lowering the wellhead. The wellhead is on its way down through the buoy's vertical opening. Fig. 4 schematically shows the same as fig. 3, but here the riser pipe is connected at its lower end to the wellhead, and at its upper part is connected to the buoy via several tension cylinders. Fig. 5 schematically shows the same as in fig. 4, but here the platform and buoy are raised to their normal working draft. Fig. 6 shows the platform and the buoy in fig. 5 raised to a storm draft. Fig. 7 shows the buoy in a state where the platform is temporarily disconnected from the buoy.

På tegningene betegner henvisningstallet 1 en bøye ifølge oppfinnelsen omfattende strekksylindere 2, en gjennomgående vertikal åpning 4 og føringer 6. Bøyen 1 er forankret ved hjelp av et ankersystem 8 og har en regulerbar dypgang for eksempel ved hjelp av ballastregulering, under havoverflaten 9. In the drawings, the reference number 1 denotes a buoy according to the invention comprising tension cylinders 2, a continuous vertical opening 4 and guides 6. The buoy 1 is anchored by means of an anchor system 8 and has an adjustable draft, for example by means of ballast regulation, below the sea surface 9.

En boreplattform 10 av i og for seg kjent art er omkransende anbrakt om bøyen 1. Bøyen 1 befinner seg mellom plattformens 1 pontonger 12 og tverrstag 14, slik at bøyens 1 vertikale åpning 4 i hovedsak sammenfaller med plattformens 10 boreakse 16. Plattformen 10 er forbundet til bøyen 1 ved hjelp av fes-teanordninger 18 som befinner seg mellom pontongene 12 og bøyen 1. Festeanordningene 18 kan for eksempel omfatte luftfylte klembelger av i og for seg kjent art. A drilling platform 10 of a type known in and of itself is placed encircling the buoy 1. The buoy 1 is located between the platform 1's pontoons 12 and cross braces 14, so that the vertical opening 4 of the buoy 1 essentially coincides with the drilling axis 16 of the platform 10. The platform 10 is connected to the buoy 1 by means of fastening devices 18 which are located between the pontoons 12 and the buoy 1. The fastening devices 18 can, for example, comprise air-filled clamping bellows of a known type.

Når bøyen 1 er forankret og senket ned i sjøen slik at fri-bordet er tilstrekkelig redusert, forskyves plattformen 10 inn over bøyen 1 til en posisjon slik at plattformens 10 boreakse 16 i hovedsak sammenfaller med bøyens -1- åpning 4, se fig. 1 og 2. When the buoy 1 is anchored and lowered into the sea so that the freeboard is sufficiently reduced, the platform 10 is moved over the buoy 1 to a position so that the drilling axis 16 of the platform 10 essentially coincides with the buoy -1- opening 4, see fig. 1 and 2.

Plattformen 10 senkes deretter nedover i sjøen langs føring-ene 6 til den inntar sin riktige dybde i forhold til bøyen 1, se fig. 3, hvoretter plattformen 10 forbindes til bøyen 1 ved hjelp av festeanordningene 18. Denne dybde korresponderer med plattformens foretrukne dybde under plassering av et brønn-hode 20 på havbunnen 22. I fig. 3 er brønnhodet 20 på vei ned gjennom bøyens 1 vertikale åpning 4. The platform 10 is then lowered into the sea along the guides 6 until it reaches the correct depth in relation to the buoy 1, see fig. 3, after which the platform 10 is connected to the buoy 1 by means of the fastening devices 18. This depth corresponds to the platform's preferred depth during placement of a wellhead 20 on the seabed 22. In fig. 3, the wellhead 20 is on its way down through the vertical opening 4 of the buoy 1.

Etter at brønnhodet 20 er festet på havbunnen 22, senkes et After the wellhead 20 is fixed on the seabed 22, a

stigerør 24 ned gjennom åpningen 4 og forbindes til brønnho-det 20 på vanlig måte. Strekksylindrene 2 forbindes til sti-gerøret 24 nedenfor stigerørets fleksible ledd 26, se fig. 4, hvoretter stigerøret 24 settes under en strekkreft som omfat-ter stigerørets 24 egenvekt og en eventuell forspenning ved riser 24 down through the opening 4 and connected to the wellhead 20 in the usual way. The tension cylinders 2 are connected to the riser pipe 24 below the riser's flexible joint 26, see fig. 4, after which the riser 24 is placed under a tensile force which includes the own weight of the riser 24 and any prestressing by

hjelp av strekksylindrene 2. Plattformen 10 og bøyen 1 heves deretter opp til sin normale arbeidsdypgang, se fig. 5, using the tension cylinders 2. The platform 10 and the buoy 1 are then raised to their normal working draft, see fig. 5,

hvorved plattformen er klargjort for selve brønnarbeidsopera-sjonene. whereby the platform is prepared for the well work operations themselves.

Ved dårlig vær, når boringen må avbrytes, heves plattformenIn bad weather, when drilling has to be interrupted, the platform is raised

10 og bøyen 1 sammen opp til stormdypgang, se fig. 6. Strekk-sylinderne 2 er utformet slik at de kan oppta hivbevegelser også i en slik dypgangsstilling. Det er således ikke nødven- 10 and buoy 1 together up to storm draft, see fig. 6. The tension cylinders 2 are designed so that they can take up heaving movements also in such a draft position. It is therefore not necessary

dig å kople stigerøret 24 fra brønnhodet 20 ved dårlig vær. Plattformen 10 kan også forlate bøyen 1 uten at stigerøret 24 you to disconnect the riser 24 from the wellhead 20 in bad weather. The platform 10 can also leave the buoy 1 without the riser 24

på forhånd må tas opp i det strekkanordningen 2 er innrettet til å fungere uten at plattformen 10 er anbrakt over bøyen 1. must be taken up beforehand in that the stretching device 2 is designed to function without the platform 10 being placed over the buoy 1.

Om ønskelig kan stigerøret 24 og bunnventilen 20 koples fra brønnens bunnramme og forskyves sideveis, slik at en ny brønn kan påbegynnes med stigerør 24 og bunnventilen 20 hengende i sjøen. If desired, the riser 24 and the bottom valve 20 can be disconnected from the bottom frame of the well and moved sideways, so that a new well can be started with the riser 24 and the bottom valve 20 hanging in the sea.

Anordningen ifølge oppfinnelsen medfører at mer klargjørings-arbeidé for brønnboring kan gjennomføres før den relativt kostbare boreplattformen 10 må bringes til borestedet. Et yt-terligere gunstig trekk ved anordningen er at boreavbruddsti-den under dårlig vær vesentlig forkortes. The device according to the invention means that more preparatory work for well drilling can be carried out before the relatively expensive drilling platform 10 has to be brought to the drilling site. A further favorable feature of the device is that the drilling interruption time during bad weather is significantly shortened.

i in

Claims

1. Device for work at offshore wells where a riser (24) connected to a wellhead (29) runs up to the sea surface, characterized in that the load of the riser (24) is also taken up during well work operations by a buoy (1) preferably via a heave compensation device (2).

2.A northing according to claim 1, characterized in that the buoy (1) is anchored to the seabed (22) via anchorages (8).

3. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the buoy (1) is designed so that it complementarily fits between the pontoons (12) of a drilling platform (10).

4. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the anchorages (8) of the buoy (1) also form the anchorage of the drilling platform (10).

5. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the front of the buoy (1). anchors (8) in combination with the drilling platform's (10) dynamic positioning system form the drilling platform's (10) anchorage.

6. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the buoy (1) in its active position under the platform (10) is placed in such a way that the drilling axis (16) of the platform (10) essentially coincides with the buoy's (1) ) vertical opening (4).

7. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the buoy (1) is arranged so that the riser (24) can be disconnected from the bottom frame of the well and moved aside, so that a new well can be started with the riser (24) and the bottom valve (20) hanging parallel to the new well's drill string.

8. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the buoy (1) is arranged so that it can follow the platform (10) up to storm draft.

9. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the buoy (1) is and the stretching device (2) is designed such that the platform (10) can leave the buoy (1) without the riser (24) having to be taken up.