NO20110256L - Innretning for sikker frakopling fra undersjoisk bronn - Google Patents

Abstract

Innretning til aksial bæring av en arbeidsstreng (20b) i et rørformet brønnelement (16), innbefattende: et gripeelement (32) som er radialt utvid bart til gripende inngrep med en innvending overflate av det rørformede brønnelementet (16) for å bære innretningen fra det rørformede brønnelementet (16); og innretningen videre innbefatter en signalforsinkelsessammenstilling som er tilpasset til å motta et signal ved en inngang, overføre signalet til en utgang og opprettholde signalet ved utgangen over en forhåndsbestemt tidsperiode etter at signalet er brakt til opphør ved inngangen, der utgangen aktuerer gripeelementet (32).

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en innretning for styrt fråkopling av et overflate-fartøy fra en undervannsbrønn, og mer bestemt en slik innretning som forhindrer utslipp av fluider fra ledningsrøret inn i sjøen når ledningsrøret er frakoblet.

I operasjoner så som brønntesting, opprenskning, perforering eller andre liknende operasjoner blir et fartøy ved havoverflaten forbundet til brønnhodet med både et stigerør og en rørformet arbeidsstreng. Fartøyets posisjon styres slik at fartøyet befinner seg over brønnhodet for å opprettholde forbindelsen. Hvis fartøyet må bevege seg bort, eller driver av fra undervannsbrønnen, må forbindelsen mellom fartøyet og undervannsbrøn-nen deles for å forhindre skade på fartøyet, arbeidsstrengen og stigerøret. I tillegg må brønnen stenges av for å forhindre en utblåsing av brønnfluider, som uheldigvis vil bli ledet opp stigerøret mot fartøyet.

En avdrift kan være et resultat av flere situasjoner. For eksempel, med et dynamisk posisjonert fartøy, kan en eller flere komponenter i det dynamiske posisjoneringssystemet få en funksjonssvikt og kan forårsake at den relative posisjon mellom fartøyet og brøn-nen brått endres. Et fartøy som holdes på plass med stramme kabler kan bli drevet bort fra-brønnen hvis en av de stramme kablene ryker. Videre kan avdriften være tilsiktet, for eksempel for å unngå et system med dårlig vær.

I konvensjonelle systemer har brønnhodet et profil som mottar en produksjonsrør-henger. Produksjonsrørhengeren holder i sin tur arbeidsstrengen. Arbeidsstrengen kan inneholde en tilbakeholdsventil over et undervanns-testtre som er aktuerbart for å tillate eller forhindre strømning gjennom arbeidsstrengen. En utblåsingssikring (BOP)-stakk er anordnet på foringsrøret ved brønnhodet, og er aktuerbar til å tette ringrommet mellom arbeidsstrengen og foringsrøret.

I normale operasjoner overføres fluid mellom fartøyet og brønnen gjennom arbeidsstrengen. Ringrommet mellom arbeidsstrengen og foringsrøret er tettet med en pakning. I tilfelle av en avdrift deles arbeidsstrengen ved brønnhodet, og BOP-stakken tetter ringrommet. Arbeidsstrengen over brønnhodet eller undervanns-testtreet kan deretter trekkes fra stigerøret, og arbeidsstrengen nedenfor brønnhodet eller undervanns-testtreet bæres i brønnen ved hjelp av produksjonsrørhengeren.

Mer nylig har imidlertid brønnsystemer innarbeidet et foringsrør og et stigerør med kontinuerlig diameter med en BOP-stakk som er posisjonert enten nær fartøyet eller mellom fartøyet og havbunnen. Med slike systemer kan en konfigurasjon med en konvensjonell arbeidsstreng som beskrevet ovenfor ikke brukes, fordi det ikke er noe profil som pro-duksjonsrørhengeren kan gå i inngrep med eller noen BOP-stakk til å isolere ringrommet ved havbunnen. I operasjoner må således hele arbeidsstrengen bæres fra fartøyet. I tilfelle av en avdrift vil arbeidsstrengen bli trukket fra brønnen når fartøyet fjerner seg. Hvis arbeidsstrengen var konfigurert til å deles ville det nedre parti av strengen falle uten at det ble holdt oppe, inn i brønnen, fordi det ikke er noen produksjonsrørhenger for å tilveiebringe vertikal bæring. I tillegg er BOP-stakken som er posisjonert nær far-tøyet eller mellom fartøyet og havbunnen ovenfor det vanlige delingspunktet ved havbunnen. Følgelig, hvis arbeidsstrengen deles, utsettes hele volumet av stigerøret over havbunnen for det som strømmer ut av brønnen under trykk, og dette kan slippes ut til omgivelsene hvis stigerøret deles eller revner, alternativt kan utsluppet gass evakuere stigerøret ovenfor havbunnen og utsette det for høye kollapstrykk som kan forårsake sammenbrudd.

US 6182762 anses være den mest nærliggende kjent teknikk, og beskriver et fremgangsmåte og anordning for å midlertidig lagre den nedre delen av en borerørstreng i en brønn som har en kapslet parti, hvori en pakning, installert mellom en stormventil posisjonert under pakningen og en aktuator posisjonert over pakningen, er satt i ringrommet mellom borerør og foringsrøret, der aktuatoren er konstruert for å lukke ventilen ved begynnende aksial bevegelse av den øvre delen av borerøret, og deretter å bli frakoblet fra den nedre delen av det faste borestrengen hvilket tillater å få tilbake den gjenværende fra overflaten bårede borerøret og aktuator ved tilfelle av avdrivene boreskip eller settes til side for gjenoppkobling og gjenåpning av stormventilen etter en storm har pas-sert.

Det er derfor et behov for et system og en fremgangsmåte til bruk ved brønnoperasjoner hvor det ikke kreves at arbeidsstrengen bæres av en produksjonsrørhenger i tilfelle av en avdrift eller en annen situasjon som krever deling av arbeidsstrengen. Videre bør systemet tette ringrommet mellom foringsrøret og arbeidsstrengen når arbeidsstrengen er delt.

Den foreliggende oppfinnelse er rettet mot en innretning for fråkopling av et ledningsrør (eksempelvis en arbeidsstreng) mellom et overflatefartøy og en undervannsbrønn som minimaliserer utslipp av fluider inn i sjøvannet, og som stenger av brønnen. I et beskrevet system er det anordnet en første ventil i det øvre parti av ledningsrøret, og den er aktuerbar til en stengt posisjon når ledningsrøret deles for å forhindre fluidstrøm gjennom dette. En annen ventil er anordnet i det nedre parti av ledningsrøret, og er aktuerbar til en stengt posisjon når ledningsrøret deles for å forhindre fluidstrømning gjennom dette. Et brønninngrepselement er anordnet i det nedre parti av ledningsrøret og er konfigurert til å gripe det rørformede element som forer brønnen (eksempelvis brønn-foringsrør), og å bære eller holde det nedre parti når ledningsrøret deles.

Det er videre beskrevet en fremgangsmåte til styrt deling av et ledningsrør i et øvre parti og et nedre parti, hvor i det minste en lengde av ledningsrøret befinner seg i et rørformet element, eller foringsrør, i en brønn. Unntatt, som angitt på annen måte, kan de følgende trinn utføres i en hvilken som helst rekkefølge eller samtidig. En ventil ovenfor et de-lingspunkt aktueres til å stanse strømning fra et øvre parti av ledningsrøret. En ventil nedenfor delingspunktet aktueres til å stanse strømning fra et nedre parti av ledningsrø-ret. Et gripeelement i ledningsrøret aktueres til å gripe en innvendig overflate i det rør-formede element i brønnen og til aksialt å bære det nedre parti av ledningsrøret. Et tetningselement i ledningsrøret aktueres til å tette et ringrom mellom det rørformede element i brønnen og ledningsrøret. Ledningsrøret deles ved delingspunktet, og gripeelementet holdes i inngrep med den innvendige overflate av det rørformede element, og tetningselementet holdes tettende i ringrommet mellom det rørformede element i brøn-nen og ledningsrøret etter deling av ledningsrøret.

Det er videre beskrevet et system for styrt deling av et ledningsrør i et øvre parti og et nedre parti, hvor i det minste en lengde av ledningsrøret befinner seg i et rørformet element i en brønn, der systemet innbefatter: en deleforbindelse hvor ledningsrøret deles i det øvre parti og det nedre parti; en ventil i det nedre parti av ledningsrøret som kan opereres til å forhindre fluidstrømning gjennom det nedre parti av ledningsrøret; og et brønninngrepselement i det nedre parti av ledningsrøret som kan aktueres til å gripe en innvendig overflate av det rørformede element og aksialt bære det nedre parti av led-ningsrøret i en lokalisering som er uavhengig av et profil i den innvendige overflate.

Systemet kan videre innbefatte et tetningselement i det nedre parti som kan aktueres til å tette et ringrom mellom ledningsrøret og det rørformede elementet. Systemet kan videre innbefatte en hydraulisk passasje om rørledningen som tillater forbindelse av hydraulisk trykk i passasjen fra en første posisjon på en side av pakningen og til en andre posisjon på en motsatt side av pakningen når pakningen er aktuert for å tette ringrommet mellom rørledningen og det rørformede elementet.

Brønninngrepselementet kan gjøre inngrep med en indre overflate av det rørformede elementet med holdekiler.

Det rørformede elementet kan for eksempel være et stigerør eller et foringsrør.

Brønninngrepselementet kan støtte den nedre parti av ledningsrøret mot bevegelse i en første og en andre aksial retning.

Gripeelementets inngrep med den indre overflaten av det rørformede elementet kan økes med en nedoverrettet last på ledningsrøret.

Gripeelementets inngrep med den indre overflaten av det rørformede elementet kan økes med en oppoverrettet last på ledningsrøret.

Deleforbindelsen kan være tilpasset å deles når utsatt for et forhåndsbestemt strekk.

Deleforbindelsen i rørledningen kan være foranderlig mellom et sett tilstander, der deleforbindelsen vil deles når utsatt for et forhåndsbestem strekk, og et ikke satt tilstand der deleforbindelsen forblir sammen når utsatt for et forhåndsbestemt strekk.

Når deleforbindelsen aktueres til å deles av et signal, kan signalet innbefatte minst en av et hydraulisk signal, et elektrisk signal, et akustisk signal, og et mekanisk signal.

Et forhåndsbestemt hydraulisk trykk i det indre av ledningsrøret kan aktuere det brønn-inngripende elementet til inngrep med den indre overflaten av det rørformede elementet.

Ventilen kan være over eller under det brønninngripende elementet. Ventilen kan være tilpasset å lukkes ved opphør av et mottatt signal, og der signalet opphører idet led-ningsrøret deles.

Ventilen kan være forspent avstengt og holdes i åpen stilling med hydrauliks trykk, der det hydrauliske trykket opphører idet ledningsrøret deles.

Systemet kan videre innbefatte en signalforsinkelsessammenstilling som er tilpasset å opprettholde et signal til ventilen over en tidsperiode etter at ledningsrøret deles.

Systemet kan videre innbefatte: et tetningselement i det nedre parti som kan aktueres til å tette et ringrom mellom ledningsrøret og det rørformede elementet; en hydraulisk passasje om ledningsrøret som tillater forbindelse av hydraulisk trykk i passasjen fra en første posisjon på en side av pakningen og til en andre posisjon på en motsatt side av pakningen; der signalet er hydraulisk trykk levert gjennom den hydraulikske passasjen. Fortrinnsvis er ventilen under tetningselementet.

Systemet kan videre innbefatte et andre tetningselement i det nedre parti av ledningsrø-ret romlig atskilt fra det første tetningselementet, der det andre tetningselementet kan opereres til å tette et ringrom mellom ledningsrøret og det rørformede elementet.

Systemet kan videre innbefatte en andre ventil i det nedre parti av ledningsrøret som kan opereres til å forhindre væskestrøm gjennom det nedre parti av ledningsrøret.

Systemet kan videre innbefatte en andre ventil i det øvre parti av ledningsrøret som kan opereres til å forhindre væskestrøm gjennom det øvre parti av ledningsrøret.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en innretning til aksial bæring av en arbeidsstreng i et rørformet brønnelement, innbefattende: et gripeelement som er radialt utvidbart til gripende inngrep med en innvending overflate av det rørformede brønnele-mentet for å bære innretningen fra det rørformede brønnelementet; og en signalforsinkelsessammenstilling som er tilpasset til å motta et signal ved en inngang, overføre signalet til en utgang og opprettholde signalet ved utgangen over en forhåndsbestemt tidsperiode etter at signalet er brakt til opphør ved inngangen, der utgangen aktuerer gripeelementet.

Det er fordelaktig at signalet er hydraulisk.

Det er ønskelig at gripeelementet er holdekiler.

I en utførelsesform innbefatter innretningen videre et tetningselement som er radialt utvidbart til tettende kontakt med den innvendige overflaten av det rørformede brønn-elementet for å tette et ringrom mellom innretningen og det rørformede brønnelementet. Tetningselementet er fortrinnsvis en pakning.

I en utførelsesform bærer gripeelementet innretningen mot belastningen i en første aksial retning og en andre aksial retning.

I en utførelsesform aktueres gripeelementet til å utvides radielt av hydraulisk trykk i et indre av det rørformede legemet.

I en utførelsesform aktueres tetningselementet til å utvides radielt av hydraulisk trykk i et indre av det rørformede legemet. Tetningselementet kan være tilpasset å forbli i tettende kontakt med den innvendige overflaten av det rørformede brønnelementet når hydraulisk trykk oppheves i det indre av det rørformede legemet.

I en utførelsesform er gripeelementet tilpasset å forbli i gripende inngrep med den innvending overflaten av det rørformede brønnelementet når hydraulisk trykk opphører i det indre av det rørformede legemet.

I en utførelsesform utvides gripeelementet radielt ved å aktuere tetningselementet til å radielt utvides.

I en utførelsesform er gripeelementet tilpasset å bli radielt tilbaketrukket fra gripende inngrep med den innvendige overflaten av det rørformede brønnelementet og gjenutvides til gripende inngrep med den innvendige overflaten av det rørformede brønnelemen-tet.

I en utførelsesform er gripeelementet tilpasset til gripende inngrep med den innvendige overflaten av det rørformede brønnelementet ved en posisjon uavhengig av den innvendige overflatens profil.

I en utførelsesform er en lengde av den innvendige overflaten av det rørformede brønn-elementet i det vesentlige kontinuerlig, og der gripeelementet er tilpasset til gripende inngrep med den innvendige overflaten av det rørformede brønnelementet ved en vilkår-lig posisjon innenfor denne lengden.

I en utførelsesform innbefatter innretningen videre et tetningselement til å utvides radielt til tettende kontakt med den innvendige overflaten av det rørformede brønnelementet for å tette et ringrom mellom innretningen og det rørformede brønnelementet.

I en utførelsesform innbefatter innretningen videre en hydraulisk passasje som tillater forbindelse av væske mellom en første posisjon på en side av tetningselementet og til en andre posisjon på en motsatt side av tetningselementet når tetningselementet er i tettende kontakt med den innvendige overflaten av det rørformede brønnelementet.

I en utførelsesform, etter signalforsinkelsen, forhindrer signalforsinkelsessammenstil-lingen strøm mellom innløp og utløp.

Det er videre beskrevet en fremgangsmåte til styrt deling av et ledningsrør i et øvre parti og et nedre parti, hvor i det minste en lengde av ledningsrøret befinner seg i et rørformet element i en brønn, der fremgangsmåten innbefatter: aktuere en ventil nedenfor et de-lingspunkt til å stanse strømning fra et nedre parti av ledningsrøret; aktuere et gripeelement i ledningsrøret til å gripe en innvendig overflate i det rørformede element i brøn-nen og til aksialt å bære det nedre parti av ledningsrøret; og dele ledningsrøret ved delingspunktet idet ledningsrøret utsettes for en forhåndsbestemt strekk.

Å dele ledningsrøret ved delingspunktet kan innbefatte å påføre et bruddstrekk på led-ningsrøret mens ledningsrøret nedenfor delingspunktet er aksialt båret mot strekket.

Å dele ledningsrøret ved delingspunktet kan innbefatte å ikke-ødeleggende dele led-ningsrøret.

Etter avdeling av ledningsrøret ved delingspunktet kan ledningsrøret sammenføyes ved delingspunktet.

Fremgangsmåten kan videre innbefatte å aktuere ventilen over delingspunktet for å stanse strøm fra et øvre parti av ledningsrøret.

Fremgangsmåten kan videre innbefatte å aktuere et tetningselement i ledningsrøret for å tette et ringrom mellom det rørformede brønnelementet og ledningsrøret.

Trinnet å aktuere et tetningselement i ledningsrøret kan videre innbefatte å aktuere tetningselementet til å tette mot trykk virkende på minst en av en første side av tetningen og en andre side av tetningen.

Fremgangsmåten kan videre innbefatte å sende et signal fra en posisjon på en første side av tetningen til en andre posisjon på en motsatt side av tetningen når tetnings er aktuert til å tette ringrommet mellom det rørformede brønnelementet og ledningsrøret.

Signalet kan innbefatte minst en av et hydraulisk signal, et akustisk signal, og et mekanisk signal.

Signalet kan stamme fra en posisjon ovenfor delingspunktet og overføres over en over-føringsledning som skades idet ledningsrøret deles, der fremgangsmåten videre innbe fatter å opprettholde signalet ved den andre posisjonen etter ledningsrøret deles ved delingspunktet.

Fremgangsmåten kan videre innbefatte å opprettholde gripeelementet i inngrep med den innvendige overflaten av det rørformede elementet og tetningselementet tetter ringrommet mellom det rørformede elementet og ledningsrøret etter deling av ledningsrøret.

Fremgangsmåten kan videre innbefatte, forutfor deling av ledningsrøret ved delingspunktet og etter å ha aktuert gripeelementet til inngrep med den innvendige overflaten av det rørformede elementet, å aktuere gripeelementet til å frakoble den innvendige overflaten av det rørformede brønnelementet; og å aktuere gripeelementet igjen til inngrep med den innvendige overflaten av det rørformede elementet.

Trinnet å aktuere gripeelementet igjen kan innbefatte å aktuere gripeelementet igjen til inngrep med den innvendige overflaten av det rørformede elementet ved en annen posisjon enn der gripeelementet tidligere gjorde inngrep med den innvendige overflaten av det rørformede legemet.

Trinnet å aktuere gripeelementet i ledningsrøret kan innbefatte å aktuere gripeelementet til å aksialt støtte mot belastninger virkende i minst en av en første aksial retning og en andre aksial retning.

En fordel ved systemet og fremgangsmåten er at fluid i ledningsrøret, eller arbeidsstrengen, over delingspunktet ikke slippes inn i sjøvannet.

En annen fordel ved systemet og fremgangsmåten er at en utblåsingssikringsstakk kan beholdes ved fartøyet samtidig som man beholder muligheten for å stenge av brønnen nær brønnhodet.

En annen fordel ved oppfinnelsen er at ledningsrøret, eller arbeidsstrengen, kan gripe og tette foringsrøret i flere posisjoner langs det indre av det rørformede element i brønnen (eller foringsrøret). Dette er fordelaktig ved at oppfinnelsen kan teste et intervall i brøn-nen og tilbakestilles for å teste et annet intervall i brønnen, alt i en enkelt innkjøring.

En annen fordel ved oppfinnelsen er at opphengsverktøyet tilveiebringer en sekundær ringromstetning mellom arbeidsstrengen og foringsrøret, i tillegg til den tetningen som utgjøres av testpakningen i nedihullssammenstillingen.

En annen fordel ved oppfinnelsen er at aktuering av innretningen kan være fullstendig mekanisk, hydraulisk og befinne seg i selve verktøyene, og en navlestrengledning er derfor ikke nødvendig.

Disse og andre fordeler vil fremgå av de følgende tegninger og den detaljerte beskrivelse.

En mer fullstendig forståelse av fremgangsmåten og anordningen ifølge oppfinnelsen kan fas med henvisning til den følgende detaljerte beskrivelse når den sees i sammen-heng med de ledsagende tegninger, hvor: Figur ler et skjematisk sideriss av et eksempliifserende undervanns sikkerhetssystem som er konstruert i samsvar med oppfinnelsen, brukt i et brønntestingssystem som har en utblåsingssikringsstakk nær fartøyet; Figur 2er et skjematisk sideriss av et eksempliifserende undervanns sikkerhetssystem som er konstruert i samsvar med oppfinnelsen, brukt i et brønntestingssystem som har en utblåsingssikringsstakk nær havbunnen; Figur 3er et skjematisk sideriss av et eksemplifiserende undervanns sikkerhetssystem som er konstruert i samsvar med oppfinnelsen, brukt i et brønntestingssystem som har en utblåsingssikringsstakk mellom fartøyet og havbunnen; Figur 4A er et partialt sidetverrsnittsriss av et parti av en eksempliifserende arbeids streng i samsvar med oppfinnelsen; Figur 4B er et partialt sidetverrsnittsriss av et parti av en alternativ eksempliifserende

arbeidsstreng i samsvar med oppfinnelsen;

Figur 5 er et partialt sidetverrsnittsriss av en eksempliifserende tilbakeholdsventil til

bruk i undervanns sikkerhetssystemet på figur 4A og 4B;

Figur 6 er et partialt sidetverrsnittsriss av et eksempliifserende frakoplingsverktøy til

bruk i undervanns sikkerhetssystemet på figur 4A og 4B;

Figur 7 er et partialt sidetverrsnittsriss av et eksempliifserende omløpsforsinkelsesverk

tøy til bruk i undervanns sikkerhetssystemet på figur 4A og 4B;

Figur 8 er et partialt sidetverrsnittsriss av et eksempliifserende opphengsverktøy til bruk

i undervanns sikkerhetssystemet på figur 4A og 4B;

Figur 9 er et partialt sidetverrsnittsriss av en eksempliifserende avstengningsventil til bruk i undervanns sikkerhetssystemet på figur 4A og 4B.

Med først henvisning til figur 1 er et fartøy 10 vist ved havoverflaten 12. Fartøyet 10 er posisjonert over et undervanns brønnhode 14. Selv om det på figur 1 er vist som et halvt nedsenkbart fartøy kan fartøyet 10 være av enhver type, for eksempel, men på ingen måte som noen begrensning, et fartøy som er fortøyd til havbunnen eller et flytende, dynamisk posisjonert fartøy. Brønnhodet 14 bærer et rørformet foringsrør 16 som henger nedover inn i brønnen. Et stigerør 18 er forbundet til foringsrøret 16 ved brønnhodet 14 og strekker seg oppover til fartøyet 10. En arbeidsstreng 22 som består av flere forskjellige komponenter henger nedover fra fartøyet 10, gjennom stigerøret 18 og forings-røret 16 og inn i brønnen 14. Arbeidsstrengen 20 overfører fluid mellom fartøyet 10 og brønnen 14, og stigerøret 18 virker som et beskyttende hus rundt arbeidsstrengen 20.

En eller flere utblåsingssikringer danner en utblåsingssikring(blowout preventer, BOP)-stakk 22 i stigerøret 18. BOP-stakken 22 kan være posisjonert nær fartøyet 10 (figur 1), nær brønnhodet 14 (figur 2) eller på et punkt mellom brønnhodet 14 og fartøyet 10 (figur 3). Foringsrøret og stigerøret har typisk samme diameter, som det sees i en konfigurasjon på figur 1. Konfigurasjonene som er vist på figur 2 og 3 har generelt en endring i diameter ved BOP-stakken 22, egnet til å gripes av en produksjonsrørhenger. Det foreliggende system kan brukes sammen med en hvilken som helst av konfigurasjonene som er vist på figur 1-3.

Med henvisning til figur 1, et sikkerhetssystem som er konstruert i samsvar med oppfinnelsen muliggjør styrt atskillelse av fartøyet 10 fra brønnhodet 14. Sikkerhetssystemet ifølge oppfinnelsen består av flere komponenter for å utføre funksjonene i systemet, og disse blir heretter beskrevet som individuelle komponenter. Selv om komponentene er som beskrevet atskilt fra hverandre skal det forstås at en eller flere av komponentene kan kombineres eller integreres for å danne en enkelt innretning som utfører flere enn en av funksjonene i systemet.

Et frakoplingsverktøy 28 er inkludert i arbeidsstrengen 20. Frakoplingsverktøyet 28 muliggjør styrt deling av arbeidsstrengen 20 i et øver parti 20A og et nedre parti 20B. Frakoplingsverktøyet 28 kan være konfigurert til å deles hvis det utsettes for en forhåndsbestemt strekkbelastning, her for enkelhets skyld benevnt et bruddstrekk. Hvis fartøyet 10 beveger seg bort fra brønnhodet 14 vil således strekk gjennom arbeidsstrengen 20 og frakoplingsverktøyet 28 overstige bruddstrekket og bevirke at frakop-lingsverktøyet deles. Bruddstrekket bør være valgt høyt nok til å forhindre utilsiktet deling av frakoplingsverktøyet 28, likevel bør et også være så lavt at det ikke flytter eller skader arbeidsstrengen 20. Hvis arbeidsstrengen 20 er tettet mot foringsrøret 16, for eksempel med en pakning eller med et opphengsverktøy 32 som drøftet i nærmere detalj nedenfor, kan bruddstrekket velges til også å være lavt nok til at tetningen mellom arbeidsstrengen 20 og foringsrøret 16 ikke forstyrres i vesentlig grad.

Frakoplingsverktøyet 28 kan være konfigurert til å deles på en ikke-destruktiv måte. I tillegg kan frakoplingsverktøyet 28 være konfigurert til å sammenføyes på ny uten vesentlig intervensjon fra utsiden. Med et slikt frakoplingsverktøy 28 kan det øvre parti av arbeidsstrengen 20a på ny sammenføyes med det nedre parti av arbeidsstrengen 20B, og det tilbakestilte frakoplingsverktøyet 28 beholder arbeidsstrengen 20 som en enkelt en-het inntil bruddstrekket igjen overskrides. Evnen til på ny å sammenføye frakoplings-verktøyet 28 er hjelpsom, siden det nedre parti av arbeidsstrengen 20b ellers må hentes opp fra brønnhodet 14 etter deling, og en ny arbeidsstreng 20 frembringes på ny.

I enkelte konfigurasjoner kan frakoplingsverktøyet 28 være slik at det kan endres mellom en satt tilstand, hvor bruddstrekket vil dele verktøyet 28, og en ikke satt tilstand, hvor bruddstrekket ikke vil dele verktøyet 28. En slik ikke satt tilstand hjelper til ved installasjon og opphenting av verktøyet, fordi operatøren ikke behøver å bekymre seg om at arbeidsstrengen 20 utilsiktet vil deles. Så snart det er på plass kan operatøren endre frakoplingsverktøyet 28 til en satt tilstand, og verktøyet 28 vil deles ved bruddstrekket.

Frakoplingsverktøyet 28 kan være aktuerbart til å deles som respons på et signal, hvilket gjør det mulig for operatøren å frembringe deling av arbeidsstrengen 20 på kommando. Andre innretninger i arbeidsstrengen 20 kan aktueres ved bruk av det samme eller et forskjellig signalsystem som frakoplingsverktøyet 28. Et slikt signal kan være hydraulisk, for eksempel hydraulisk trykk som overføres gjennom en signalledning, mekanisk, for eksempel rotasjon, frem- og tilbakegående bevegelse eller en annen bevegelse av arbeidsstrengen, elektrisk gjennom kabelen og/eller akustisk, for eksempel med nedi-hulls telemetri.

En tilbakeholdsventil 24 kan være inkludert i arbeidsstrengen 20 og posisjonert over frakoplingsverktøyet 28. Tilbakeholdsventilen 24 er en ventil som er aktuerbar mellom en åpen posisjon for å tillate fluidstrømning gjennom arbeidsstrengen 20, og en stengt posisjon for hovedsakelig å stoppe strømning gjennom arbeidsstrengen 20. Under normal operasjon av arbeidsstrengen 20 holdes tilbakeholdsventilen 24 i en åpen posisjon; når arbeidsstrengen 20 deles nedenfor tilbakeholdsventilen 24, så som ved frakoplings-verktøyet 28, aktueres imidlertid tilbakeholdsventilen 24 til en stengt posisjon. I den stengte posisjon holdes fluid i arbeidsstrengen 20 ovenfor tilbakeholdsventilen 24 i arbeidsstrengen 20, og det kan ikke strømme ut inn i sjøvannet. Til tross for de opplagte miljømessige motivasjoner for å inkludere en tilbakeholdsventil 24 i arbeidsstrengen 20 tjener en slik ventil 24 et ytterligere formål, for eksempel hvis fluidet i arbeidsstrengen 20 inneholder en høy andel gass eller er nesten helt og holdent gass. Uten en tilbakeholdsventil 24 slippes gassen inn i ringrommet mellom stigerøret 18 og arbeidsstrengen 20 når arbeidsstrengen 20 deles, og frembringer en lomme med lavt trykk i de fluidene som vanligvis strømmer i ringrommet. Lommen med lavt trykk forårsaker at stigerøret 18 blir utsatt for sammenbrudd fra det hydrauliske trykk i sjøvannet som omgir det. Tilbakeholdsventilen 24 kan derfor utelates, for eksempel hvis hydrostatisk trykk ikke er et tema, eller avhengig av den bestemte anvendelse av undervanns sikkerhetssystemet.

Et opphengsverktøy 32 er posisjonert nedenfor fra koplingsverktøyet 28 og er aktuerbart til å gripe den innvendige diameter av foringsrøret 16 eller stigerøret 18, for derved å bære det nedre parti av arbeidsstrengen 20b som vil forbli i brønnhodet 14 etter deling av frakoplingsverktøyet 28. Ulikt en produksjonsrørhenger som griper et profil i foringsrøret 16, og således kun kan gripe foringsrøret 16 der hvor profilet er anordnet, kan opphengsverktøyet 32 ifølge den foreliggende oppfinnelse konfigureres til å gripe foringsrøret 16 eller stigerøret 18 på ethvert punkt, for eksempel med holdekiler. Opphengsverktøyets 32 inngrep i foringsrøret 16 eller stigerøret 18 kan være toveis, hvilket betyr at det griper foringsrøret 16 og holder det både mot nedoverrettet trykk fra vekten av det nedre parti av arbeidsstrengen 20b, og et oppoverrettet trekk fra det øvre parti av arbeidsstrengen 20a når strekk påføres. Denne toveiskarakter sikrer at det nedre parti av arbeidsstrengen 20b ikke trekkes fra brønnhodet 14 i en avdriftssituasjon når fartøyet 10 beveger seg bort fra brønnhodet 14. Alternativt, eller i tillegg til de inngrep-segenskapene som er beskrevet ovenfor, kan opphengsverktøyet 32 være konfigurert til å gripe et profil i brønnen.

I tillegg til å gripe foringsrøret 16 eller stigerøret 18 kan opphengsverktøyet 32 være aktuerbart til å tette mot den innvendige diameter av foringsrøret 16 eller stigerøret 18, for derved å tette ringrommet mellom arbeidsstrengen 20 og foringsrøret 16. Opphengsverktøyet 32 kan være konfigurert til å tette mot trykk som virker på begge sider av tetningen (dvs. toveis), for eksempel trykk inne fra brønnen og trykk fra ovenfor tetningen. Tetting av ringrommet forhindrer utslipp av fluider i brønnen 14 inn i sjøvannet. Ulikt en produksjonsrørhenger som griper og tetter mot et profil i foringsrø-ret 16 er opphengsverktøyet 32 konfigurert til å tette ved ethvert punkt i foringsrøret 16 eller stigerøret. I et system hvor en eller flere av komponentene i arbeidsstrengen 20 aktueres hydraulisk vil opphengsverktøyet 32 ha foranstaltninger for å overføre et hydraulisk aktueringssignal derigjennom. Under normale operasjoner, og i tilfelle av en avdrift, kan følgelig opphengsverktøyet 32 aktueres til å tette mot foringsrøret 16, og hydrauliske signaler kan fortsatt overføres gjennom opphengsverktøyet 32 til komponenter nedenfor opphengsverktøyet 32.

En avstengningsventil 34 er inkludert i arbeidsstrengen 20 og er posisjonert nedenfor opphengsverktøyet 32. Avstengningsventilen 34 kan valgfritt være posisjonert ovenfor opphengsverktøyet 32 og nedenfor frakoplingsverktøyet 28 (figur 4B). Avstengningsventilen 34 er aktuerbar mellom en åpen posisjon for å tillate strømning gjennom arbeidsstrengen 20 og en stengt posisjon for hovedsakelig å stoppe strømning gjennom arbeidsstrengen 20. Under normal operasjon holdes avstengningsventilen 34 i en åpen posisjon for å tillate strømning gjennom arbeidsstrengen 20; når arbeidsstrengen 20 deles ovenfor avstengningsventilen 34 aktueres imidlertid avstengningsventilen 34 til en stengt posisjon, og den opereres til å forhindre utslipp av fluid i arbeidsstrengen 20 inn i sjøvannet.

Som vist på figur 2 kan undervanns sikkerhetssystemet ifølge den foreliggende oppfinnelse brukes i en konvensjonell brønnoperasjonskonfigurasjon hvor brønnen har et pro-duksjonsrørhengerprofil ved brønnhodet 14. Arbeidsstrengen 20 behøver ikke å bæres eller holdes av en produksjonsrørhenger, hvilket var tidligere praksis, men kan isteden bæres av opphengsverktøyet 32, som beskrevet ovenfor. Figur 2 viser BOP-stakken 22 ved brønnhodet 14. Opphengsverktøyet 32 er posisjonert nedenfor BOP-stakken 22 for å gripe og tette mot foringsrøret 16, mens frakoplingsverktøyet 28 er posisjonert til å dele arbeidsstrengen 20 ovenfor BOP-stakken 22. Hvis delingspunktet er ovenfor BOP-stakken 22 kan BOP-stakken tette ringrommet mellom arbeidsstrengen 20 og foringsrø-ret 16.

Med henvisning til figur 3, undervanns sikkerhetssystemet ifølge den foreliggende oppfinnelse kan brukes i en brønnoperasjonskonfigurasjon hvor foringsrøret 16 har en mindre diameter enn stigerøret 18, men hvor BOP-stakken 22 befinner seg mellom brønnhodet 14 og fartøyet 10. Arbeidsstrengen 20 behøver ikke å være båret av en pro-duksjonsrørhenger, men kan isteden være båret av opphengsverktøyet 32, som beskrevet ovenfor. Figur 3 viser i tillegg en stigerørsutløsningsmekanisme 40 ved BOP-stakken 22, hvilken muliggjør at partiet av stigerøret 18 ovenfor BOP-stakken 22 kan atskilles og forbli sammen med fartøyet når det utsettes for et forhåndsbestemt trykk, for eksempel i tilfelle av en avdrift. En slik utløsningsmekanisme 40 er velkjent innen teknikken.

Det skal nå vises til operasjonen av et undervanns sikkerhetssystem som er konstruert i samsvar med oppfinnelsen, og med henvisning til figur 1-3, hvor arbeidsstrengen 20, inkludert de komponenter som er beskrevet ovenfor, er kjørt inn i brønnen gjennom stigerøret 18 og foringsrøret 16. Hvis frakoplingsverktøyet 28 kan veksle mellom en satt og en ikke satt tilstand, som beskrevet ovenfor, kjøres frakoplingsverktøyet 28 inn i brønnen i en ikke satt tilstand for å forhindre utilsiktet separasjon. Deretter aktueres frakoplingsverktøyet 28 til den satte tilstand for å gjøre det mulig for frakoplingsverk-tøyet 28 å deles når det utsettes for bruddstrekket. Så snart arbeidsstrengen 20 er blitt kjørt til en ønsket dybde kan opphengsverktøyet 32 aktueres til å gripe og tette mot foringsrøret 16, og brønnoperasjoner kan utføres.

Når det er nødvendig at fartøyet 10 raskt utløses fra brønnhodet 14, for eksempel i tilfelle av en utilsiktet avdrift eller en tilsiktet fråkopling, aktueres avstengningsventilen 34 fra en åpen posisjon til en stengt posisjon for å stoppe strøm av fluider fra det nedre parti i arbeidsstrengen 20b. Tilbakeholdsventilen 24 aktueres også fra en åpen posisjon til en stengt posisjon for å stoppe strøm av fluider fra det øvre parti av arbeidsstrengen

20a. Hvis den ikke allerede er aktuert, aktueres opphengsverktøyet 32 til å gripe og tette mot foringsrøret 16. Bruddstrekket i frakoplingsverktøyet 28 overskrides når fartøyet 12 driver av fra brønnhodet og deler arbeidsstrengen 20 i et øvre parti 20a og et nedre parti 20. Toveisinngrepet til opphengsverktøyet 32 på foringsrøret 16 forhindrer oppoverrettet bevegelse av arbeidsstrengen 20 når fartøyet 10 påfører strekk gjennom arbeidsstrengen 20 til frakoplingsverktøyet 28. Alternativt kan frakoplingsverktøyet 28 få signal om å deles uten at strekket i arbeidsstrengen 20 overstiger bruddstrekket. Trinnene med aktuering av tilbakeholdsventilen 24 og avstengningsventilen 34 kan utføres hovedsakelig samtidig, og kan utføres før delingen av frakoplingsverktøyet 28.

Etter delingen trekkes det øvre parti av arbeidsstrengen 20a fra stigerøret 18 når fartøyet 10 fjerner seg fra brønnen. Det nedre parti av arbeidsstrengen 20b forblir i brønnen, båret av opphengsverktøyet 32, og noen produksjonsrørhenger er ikke nødvendig. Opphengsverktøyet 32 tetter ringrommet mellom arbeidsstrengen og foringsrøret 16, mens avstengningsventilen 34 forhindrer fluider i å slippe ut fra arbeidsstrengen 20. Brønnen 14 er således fullstendig avstengt uten bruk av BOP-stakken. Eventuelt fluid i det øvre parti av arbeidsstrengen 20a holdes tilbake av tilbakeholdsventilen 24, og utslipp av fluider inn i sjøvannet minimaliseres.

Hvis frakoplingsverktøyet 28 er konfigurert til å sammenføyes på ny kan fartøyet på ny posisjoneres over brønnen 14, og det øvre parti av arbeidsstrengen 20a settes tilbake inn i stigerøret 18 og stikkes inn i det nedre parti av arbeidsstrengen 20b. Deretter blir fra-koplingsverktøyet 28 sammenføyd på ny og tilbakestilt til å deles ved en ny forekomst av bruddstrekket.

Et aspekt ved oppfinnelsen utover den styrte delesekvens som er beskrevet ovenfor er at opphengsverktøyet 32 kan aktueres til å gripe og tette i forskjellige aksiale posisjoner i foringsrøret 16 og stigerøret 18. Opphengsverktøyet 32 kan således brukes til å teste foringsrøret 16 og stigerøret 18 ved forskjellige dybder ved å gripe og tette opphengsverktøyet 32 i forskjellige dybder inne i foringsrøret 16 og stigerøret 18 og trykksette foringsrøret 16 eller stigerøret 18 nedenfor tetningen. I et system som bærer arbeidsstrengen 20 på en produksjonsrørhenger er dette ikke mulig fordi produksjons-rørhengeren bærer arbeidsstrengen 20 kun i en dybde i foringsrøret 16, dvs. fra et profil i foringsrøret. Når opphengsverktøyet 32 er kombinert med en ytterligere pakning 36 (og valgfritt en testventil 38) kan opphengsverktøyet 32 brukes til å teste intervaller i foringsrøret 16 og stigerøret 18 mellom opphengsverktøyet 32 og pakningen 36. For eksempel kan opphengsverktøyet 32 aktueres til å gripe og tette mot foringsrøret 16. Deretter trykksettes brønnen, og pakningen 36 settes til å låse trykket inne i intervallet. Videre kan flere opphengsverktøy 32 inkluderes i strengen, for eksempel for å teste flere intervaller av brønnen samtidig.

Det er også viktig å merke seg at tetningsevnen til opphengsverktøyet 32 kan utelates, avhengig av den bestemte anvendelse. For eksempel, hvis en pakning 36 er anordnet i arbeidsstrengen kan pakningen 36 aktueres til å tette ringrommet mellom arbeidsstrengen 20 og foringsrøret 16. Tilveiebringelse av tetningsegenskaper i opphengsverktøyet 32 vil da være sekundært i forhold til en tetning som er frembrakt av pakningen 36, eller hvis en sekundær tetning ikke er ønskelig kan opphengsverktøyets 32 tetning utelates. Videre kan ytterligere pakninger 36 være anordnet i arbeidsstrengen 20, for eksempel for ytterligere reservetetting.

Det skal nå vises til figur 4A, hvor et parti av en eksemplifiserende arbeidsstreng 400A er vist i nærmere detalj. Arbeidsstrengen 400A inkluderer en tilbakeholdsventil 500, posisjonert ovenfor frakoplingsverktøyet 600, et hydraulisk omløp 700, et opphengs-verktøy 800 nedenfor frakoplingsverktøyet 600, og en avstengningsventil 900 nedenfor frakoplingsverktøyet 600 og opphengsverktøyet 800. Rekkefølgen av komponentene i arbeidsstrengen 400 kan modifiseres i avhengighet av konfigurasjonen av brønnen. Figur 4B viser en modifisert eksempliifserende arbeidsstreng 400B hvor opphengsverk-tøyet 800 er ved det laveste punktet i strengen 400B. Dette øker avstanden mellom fra-koplingsverktøyet 600 og opphengsverktøyet 800 i situasjoner, så som på figur 2, hvor frakoplingsverktøyet 600 og opphengsverktøyet 800 spenner over en BOP-stakk. Fra-koplingsverktøyet 600 kan således posisjoneres slik at BOP-stakken kan tette mot det parti av arbeidsstrengen som blir tilbake etter deling, mens opphengsverktøyet 800 griper foringsrøret nedenfor BOP-stakken.

En kutterørlengde 450 kan valgfritt være innsatt i arbeidsstrengen 400A, 400B sammen med kutteventiler (ikke spesifikt vist) i stigerøret eller foringsrøret. Kutteventilene er kutteinnretninger som aktueres til å kutte gjennom stigerøret og arbeidsstrengen 400A, og kutterørlengden 450 er et parti av produksjonsrør, fortrinnsvis uten noen mekanisk operasjon, som er konfigurert til å kuttes av kutteventilene. Tilveiebirngelsen av kutteventiler og en kutterørlengde 450 i arbeidsstrengen 400A, 400B tilveiebringer en ekstra mekanisme ved hjelp av hvilken arbeidsstrengen 400A, 400B kan deles.

Med henvisning til figur 5-9 er komponenter i det eksempliifserende system på figur 4A og 4B beskrevet i detalj. Spesifikt, med henvisning til figur 5, er det vist en eksemplifiserende øvre tilbakeholdsventil 500. Den øvre tilbakeholdsventil 500 er konfigurert il å inkluderes i arbeidsstrengen 400. En hydraulisk passasje 510, som mottar hydraulisk trykk gjennom en navlestreng 512, tillater fluidforbindelse over tilbakeholdsventilen 500 og tilfører hydraulisk trykk for å aktivere ventilen 500. Et bevegelig sentralt legeme 514 holdes i et utvendig hus 516 for aksial frem- og tilbakegående bevegelse i dette. Det sentrale legeme 514 er koplet til en ventilmekanisme 518 som kan veksle mellom en åpen posisjon som tillater tilstrømning gjennom tilbakeholdsventilen 500 og en stengt posisjon som forhindrer fluidstrømning gjennom tilbakeholdsventilen 500. Aksial bevegelse av det sentrale legeme 514 fra en øvre posisjon til en nedre posisjon endrer ventilmekanismen 518 fra en stengt, henholdsvis til en åpen posisjon. I en eksemplifiserende utførelse er ventilmekanismen 518 en sfærisk kule med en sentral passasje. Figur 5 viser ventilmekanismen 518 i en åpen posisjon (dvs. at passasjen i kulen er innrettet med aksen i ventilen 500, og det sentrale legemet 514 er i en nedre posisjon). Oppoverrettet bevegelse av legemet 514 fra det som er vist på figur 5 er således tilbøyelig til å rotere kulen i ventilmekanismen 518 til den stengte posisjon (dvs. der hvor passasjen i kulen ikke er innrettet med aksen i ventilen 500). Det sentrale legemet 514 er tettet mot det utvendige hus 516 for å danne et hydraulisk kammer 520 som står i forbindelse med den hydrauliske passasje 510. Det hydrauliske kammer 520 er konfigurert slik at hyd raulisk trykk som påføres i kammeret 520 tvinger det sentrale legemet 514 fra den øvre posisjon til den nedre posisjon for å aktuere ventilmekanismen 518 til åpen stilling. En returfjær 522 er posisjonert motsatt det hydrauliske kammer 520 og ligger an mot det sentrale legemet 514 og det utvendige hus 516 for å forspenne det sentrale legemet 514 til den øvre posisjon. Returfjæren 522 forspenner således ventilmekanismen 518 til en stengt stilling. For å aktuere tilbakeholdsventilen 500 til åpen stilling påføres derfor hydraulisk trykk gjennom passasjen 510, og for å aktuere tilbakeholdsventilen 500 til stengt stilling slippes hydraulisk trykk ut. I tillegg overføres hydraulisk trykk over tilbakeholdsventilen 500 gjennom passasjen 510 til komponenter i arbeidsstrengen 400 nedenfor.

Med henvisning til figur 6 er det vist et eksemplifiserende frakoplingsverktøy 600. Fra-koplingsverktøyet 600 er konfigurert til å inkluderes i arbeidsstrengen 400. En hydraulisk passasje 610 mottar hydraulisk trykk fra tilbakeholdsventilen 500 (figur 5) og tillater fluid kommunikasjon rundt frakoplingsverktøyet 600. Frakoplingsverktøyet 600 kan veksle mellom en satt og en ikke satt tilstand ved påføring av et gitt dreiemoment på verktøyet 600.1 den ikke satte tilstand som sees på figur 6 responderer verktøyet 600 som en fast lengde av produksjonsrør, og i den satte tilstand vil verktøyet 600 forutsig-bart deles ved et gitt punkt når det utsettes for et forhåndsbestemt bruddstrekk. Frakop-lingsverktøyet 600 har følgelig et ytre frakoplingshus 614 som glidende mottar et indre frakoplingslegeme 616. Det ytre frakoplingshuset 614 er fastholdt til arbeidsstrengen 400 nedenfor frakoplingsverktøyet 600, og det indre frakoplingslegemet 616 er fastholdt til arbeidsstrengen 400 ovenfor frakoplingsverktøyet 600, slik at hvis det ikke på annen måte holdes tilbake vil dreiemoment som påføres gjennom arbeidsstrengen 400 fra overflaten bevirke at det indre frakoplingslegemet 616 roterer i forhold til det ytre frakoplingshuset 614.1 den ikke satte tilstand, når frakoplingsverktøyet 600 funksjonerer som et kontinuerlig stykke produksjonsrør, er en låsering 618 som er båret av det indre frakoplingslegemet 616, i gjengeinngrep med skruegjenger 624 som korresponderer med skruegjenger 626 i det ytre frakoplingshuset 614. Låseringen 618 holder det indre frakoplingslegemet 616 og det ytre frakoplingshuset 614 i et hovedsakelig stivt forhold. Når dreiemoment påføres mellom det ytre frakoplingshuset 614 og det indre frakoplingslegemet 616 løsner låseringens 618 gjengeinngrep med det ytre frakoplingshuset 614, hvilket tillater relativ glidebevegelse mellom det ytre frakoplingshuset 614 og det indre frakoplingslegemet 616 (dvs. den satte tilstand).

Skruegjengene 624 kan forspennes til å gli over de korresponderende gjenger 626 når frakoplingslegemet 616 beveges, inn i det ytre frakoplingshuset 614, og til å gå i inn grep med de korresponderende gjenger 626 når frakoplingslegemet 616 beveges utover. Slike forspente gjenger 624 gjør det mulig å posisjonere skruegjengene 624 i inngrep med de korresponderende gjenger 626 (og å plassere frakoplingsverktøyet 600 i en ikke satt tilstand), simpelthen ved å bevege frakoplingslegemet 616 inn i det ytre frakoplingshuset 614 istedenfor å skru frakoplingslegemet 616 inn i det ytre frakoplingshuset 614. For å løsne skruegjengene 624 fra de korresponderende gjenger 626 (og plassere frakoplingsverktøyet 600 i en satt tilstand) må imidlertid gjengene skrues fra hverandre.

Det ytre frakoplingshuset 614 har en innoverragende nese 620 som er posisjonert til å gripe diametralt inn i en spennhylsesammenstilling 622 som er båret av det indre frakoplingslegemet 616, og aksialt posisjonert til å ligge an mot spennhylsesammenstillingen 622 når frakoplingsverktøyet 600 er i en satt tilstand. Når låseringen 618 er løs-gjort fra det ytre frakoplingshuset 614, og det indre frakoplingslegemet 616 kan gli aksialt i forhold til det ytre frakoplingshuset 614, holdes således legemet 616 og huset 614 sammen av spennhylsesammenstillingen 622. Spennhylsesammenstillingen 622 er flek-sibel radialt innover, og er konfigurert til å holde en last opptil bruddstrekket som påfø-res gjennom nesen 620 når frakoplingsverktøyet 600 er i en satt tilstand. Imidlertid, når bruddstrekket nås, er spennhylsesammenstillingen 622 konfigurert til å bøyes innover og tillate nesen 620 å passere. Med andre ord, når bruddstrekket påføres på frakoplings-verktøyet i en satt tilstand vil spennhylsesammenstillingen 622 bøyes innover og tillate nesen 620 å passere. Deretter kan det indre frakoplingslegemet 616 trekkes og separeres fra det ytre frakoplingshuset 614. Strekk som er mindre enn bruddstrekket som påføres på frakoplingsverktøyet 600 i en satt tilstand vil fanges opp av spennhylsesammenstillingen 622 mot nesen 620, hvilket holder det ytre frakoplingshuset 614 og det indre frakoplingslegemet 616 sammenbundet og holder frakoplingsverktøyet 600 sammen. Den fremre kant 628 av spennhylsesammenstillingen 622 er konisk, slik at spennhylsesammenstillingen 622 lett vil bøyes innover og passere nesen 620 når det indre frakoplingslegemet 616 settes inn i det ytre frakoplingshuset 614.

Den hydrauliske passasje 610 passerer gjennom både det ytre frakoplingshuset 614 og det indre frakoplingslegemet 616, slik at når frakoplingsverktøyet 600 deles blir det hydrauliske trykket i passasjen 610 sluppet ut til sjøvannet. Med det ytre frakoplingshuset 614 og det indre frakoplingslegemet 616 sammenbundet er imidlertid den hydrauliske passasje 610 kontinuerlig.

Frakoplingsverktøyet 600 kan endres fra en ikke satt tilstand til en satt tilstand, deles, og på ny sammenføyes slik at det er i en ikke satt tilstand på følgende måte. Fra den ikke satte tilstand påføres dreiemoment gjennom frakoplingsverktøyet 600 for å rotere den indre frakoplingslegemet 616 i forhold til det ytre frakoplingshuset 614. Dreiemomentet bevirker at låseringen 618 skrues løs fra det ytre frakoplingshuset 614 og endrer dermed frakoplingsverktøyet 600 til en satt tilstand. I den satte tilstanden kan et lett trekk påfø-res gjennom verktøyet 600 for å holde spennhylsesammenstillingen 622 i anlegg mot nesen 620. Hvis bruddstrekket overskrides vil spennhylsesammenstillingen 622 passere nesen 620, og frakoplingsverktøyet 600 kan deles. For fornyet sammenføyning av fra-koplingsverktøyet 600 blir det indre frakoplingslegemet 616 stukket inn i det ytre frakoplingshuset 614. Når det indre frakoplingslegemet 616 stikkes inn i det ytre frakoplingshuset 614 klemmer den koniske fremre kant av spennhylsesammenstillingen 622 spennhylsesammenstillingen 622 innover for å tillate forholdsvis enkel passasje avnesen 620, og skruegjengene 624 på låseringen 618 vil gli over korresponderende gjenger 626 på det ytre frakoplingshuset 614. Når det indre frakoplingslegemet 616 er stukket hovedsakelig fullstendig inn i det ytre frakoplingshuset 614 er skruegjengene 624 hovedsakelig fullstendig i inngrep med de korresponderende gjenger 262, og spennhylsesammenstillingen 622 er satt over nesen 620. Frakoplingsverktøyet 600 er således returnert til den ikke satte tilstand.

Med henvisning til figur 7 er det vist et eksemplifiserende omløpsforsinkelsesverktøy 700. Omløpsforsinkelsesverktøyet 700 har en hydraulisk passasje 710 som mottar hydraulisk trykk fra den hydrauliske passasje i en annen arbeidsstrengkomponent, og tillater overføring av hydraulisk trykk rundt omløpsforsinkelsesverktøyet 700. Omløpsforsin-kelsesverktøyet 700 opereres imidlertid til å opprettholde hydraulisk trykk nedenfor omløpsverktøyet 700 i en gitt tidsperiode, her benevnt tidsforsinkelsen, når hydraulisk trykk ovenfor omløpsverktøyet 700 slippes ut (dvs. når frakoplingsverktøyet 600 deles). Som det vil sees av drøftelsen nedenfor er opprettholdelse av trykk i de hydrauliske passasjer nedenfor omløpsverktøyet 700 viktig, slik at avstengningsventilen 900 forblir åpen for å opprettholde trykk i det indre av arbeidsstrengen 400 for å holde komponenter, så som en ekstra pakning eller ventil nedenfor omløpsverktøyet 700 i operasjon under tidsforsinkelsen.

Omløpsforsinkelsesverktøyet 700 har et ytre omløpshus 712 og et indre legeme 714 som glidende mottar et omløpsstempel 716 mellom seg. Omløpsstempelet 716 er tettet innvendig mot det ytre omløpshuset 712 og det indre legemet 714, slik at det dannes et hydraulisk kammer 718 mellom huset 712, legemet 714 og stempelet 716. Kammeret 718 er i forbindelse med den hydrauliske fluidpassasje 710. Omløpsstempelet 716 danner et sekundært kammer 720 motsatt det første kammeret 718. Det sekundære kamme ret 720 inneholder en trykksatt gass og en membran 722. Trykket i det sekundære kammeret 720 er slik at hvis trykket i det første kammeret 712 reduseres tvinger trykket i det sekundære kammeret 720 omløpsstempelet 716 til å redusere volumet av det første kammeret 718 og tvinge hydraulisk fluid ut av det første kammeret 718, inn i den hydrauliske passasje 410. Reduksjonen av volum i det første kammeret 718 tjener til å opprettholde trykk i den hydrauliske passasjen 710. Membranen 722 er anordnet til å hjelpe til med å styre hastigheten som den trykksatte gassen i det sekundære kammeret 720 ekspanderer med, hvilket forsinker reduksjonen av trykk i det sekundære kammeret 720. Trykket i den kompressible gassen i det sekundære kammeret 720 er valgt sammen med slaglengden til omløpsstempelet 716 og membranen 722 for å frembringe hydraulisk trykk nedenfor omløpshydraulikkammeret 416 for tidsforsinkelsen. Etter tidsforsinkelsen stenges den hydrauliske passasje 710 av for å hindre passasje av fluid gjennom om-løpsforsinkelsesverktøyet 700.

Figur 8 viser et eksemplifiserende opphengsverktøy 800. Opphengsverktøyet 800 har en hydraulisk passasje 810 som mottar hydraulisk trykk fra den hydrauliske passasje i en annen arbeidsstrengkomponent, og tillater passasje av hydraulisk trykk rundt opphengsverktøyet 800. Opphengsverkøyet 800 har et første sett av holdekiler 812 som er orientert til å gripe foringsrøret eller stigerøret og hindre nedoverrettet bevegelse av opphengsverktøyet 800. Opphengsverktøyet 800 har et annet sett av holdekiler 814 som er orientert til å gripe foringsrøret eller stigerøret og hindre oppoverrettet bevegelse av opphengsverktøyet 800. En holdekileaktueringshylse 816 befinner seg nedenfor det annet sett av holdekiler 814 og har oppoverragende skrå kanter 818 som korresponderer med den indre overflate av holdekilene 814. Holdekilene 812, 814 og holdekileaktue-ringsinnretningen 816 er hovedsakelig koaksiale rundt et indre legeme 820. De skrå kanter 818 er, sammen med den innvendige overflate av det annet sett av holdekiler 814, konfigurert slik at når holdekileaktueringshylsen 816 beveges aksialt oppover i forhold til holdekilene 814 tvinger de skrå kanter 818 de oppovergripende holdekiler 814 til å utvides radialt utover og inn i inngrep med foringsrøret eller stigerøret. Strekk i arbeidsstrengen 400 trekker arbeidsstrengen 400 (og hylsen 816) oppover i forhold til holdekilene 814, hvilket tvinger holdekilene 814 inn i hardere inngrep med foringsrøret eller stigerøret. Med andre ord, holdekilene 814 er konfigurert til å være selvforsterkende så snart de er i inngrep med foringsrøret eller stigerøret.

Ytterligere skrå kanter 832 er anordnet nedenfor det første sett av holdekiler 812 og konfigurert slik at nedoverrettet bevegelse av kantene 832 i forhold til holdekilene 812 tvinger holdekilene 812 til å ekspandere radialt utover og inn i inngrep med foringsrøret eller stigerøret. Så snart de er i inngrep med foringsrøret eller stigerøret vil holdekilene 812 bli presset inn i hardere inngrep med foringsrøret eller stigerøret når vekten av strengen 400 trekker nedover. Holdekilene 812 er konfigurert til å være selvforsterkende så snart de er i inngrep med foringsrøret eller stigerøret. Videre muliggjør tilveiebring-elsen av holdekilene 812 og 814 at opphengsverktøyet 800 griper foringsrøret eller sti-gerøret i praktisk talt enhver aksial posisjon istedenfor kun ved et profil, så som en pro-duksjonsrørhenger, fordi holdekilene 812 og 814 kan gripe den kontinuerlige, glatte innvendige overflate av foringsrøret eller stigerøret. Med andre ord, holdekilene 812, 814 kan gripe brønnen i en lokalisering som er uavhengig av profilet ved dens innvendige overflate.

Elastomeriske pakningstetninger 822 er anordnet på det indre legemet 820 mellom holdekileaktueringshylsen 816 og en pakningsaktueringshylse 824. Pakningsaktueringshylsen 824 er koplet til et stempel 826 som beveger seg aksialt frem og tilbake på det indre legemet 820 i et kammer 828 som er dannet mellom et ytre hus 830 og det indre legemet 820. Kammeret 828 står i forbindelse med det indre av arbeidsstrengen 400, slik at trykk som påføres gjennom arbeidsstrengen 400 trykksetter kammeret 828. Når kammeret 828 er trykksatt beveges stempelet 826 mot pakningstetningene 822, hvilket tvinger pakningsaktueringshylsen 824 til aksial komprimering av pakningstetningene 822. Når pakningstetningene 822 komprimeres aksialt bøyes de radialt utover og inn i tettende kontakt med foringsrøret eller stigerøret. I tillegg tilveiebringer den oppoverrettede kraft på pakningstetningene 822 og pakningsaktueringshylsen 824 en oppoverrettet kraft på holdekileaktueringshylsen 816, hvilket aktuerer holdekilene 812, 814. Således, for å aktuere opphengsverktøyet 800 til å tette og gripe foringsrøret eller stigerøret, økes trykket i arbeidsstrengen 400 for å aktuere holdekilene 812, 814 og pakningstetningene 822 inn i inngrep med foringsrøret eller stigerøret. Videre, på grunn av den bestemte konfigurasjon av pakningsaktueringshylsen 824, danner pakningsaktueringshylsen 824 og det indre legemet 820, så som pakningstetningene 822, en toveis tetning.

Stempelet 826 er i friksjonsinngrep med et parti av det ytre huset 830, for eksempel med en flate med en kant (ikke spesifikt vist), som er tilbøyelig til å holde stempelet 826 tilbake i en aktuert tilstand (dvs. aksial komprimering av pakningene 822, og med holdekilene 812 og 814 radialt utvidet). Derfor, hvis trykk slippes ut fra det indre av arbeidsstrengen 400, vil holdekilene 812 og 814 og pakningene 822 fortsette å være i inngrep med og tette mot foringsrøret eller stigerøret, fordi stempelet 826 holdes frik-sjonsmessig på plass. Stempelet 826 kan tilbakestilles, og holdekilene 812, 814 og pakningene 822 kan løsgjøres fra foringsrøret eller stigerøret ved å redusere trykket inne i arbeidsstrengen 400 og påføre et overstrekk på strengen 400. Et slikt overstrekk vil overvinne friksjonsinngrepet mellom stempelet 826 og det ytre huset 830, og tillate holdekilene 812, 814 og pakningene 822 å returnere til en radialt tilbaketrukket posisjon. Overstrekket behøver ikke å være høyere enn bruddstrekket for frakoplingsverktøyet 600 fordi, i en avdriftstilstand blir trykket generelt opprettholdt i arbeidsstrengen 400 for å tilføre energi til stempelet 826 når frakoplingsverktøyet 600 deles. I tillegg kan det være ønskelig å endre frakoplingsverktøyet 600 til ikke satt tilstand før påføring av overtrekket for å sikre seg mot utilsiktet deling av frakoplingsverktøyet 600.

Med hensyn til figur 9 er det vist en eksemplifiserende avstengningsventil 900. Avstengningsventilen 900 er konfigurert til å innsettes i arbeidsstrengen 400. En hydraulisk passasje 910, som mottar hydraulisk trykk fra den hydrauliske passasje i en annen arbeidsstrengkomponent, muliggjør fluidkommunikasjon over avspenningsventilen 900 og tilfører hydraulisk trykk for å aktuere ventilen 900. Et bevegelig sentralt legeme 914 holdes i et utvendig hus 916 for aksial frem- og tilbakegående bevegelse i dette. Det sentrale legeme 914 er forbundet med en ventilmekanisme 918 som kan veksle mellom en åpen stilling som tillater fluidstrømning gjennom avstengningsventilen 900 og en stengt stilling som forhindrer fluidstrømning gjennom avstengningsventilen 900. Aksial bevegelse av det sentrale legemet 914 fra en øvre posisjon til en nedre posisjon endrer ventilmekanismen 918 fra en åpen til en stengt stilling. I en eksemplifiserende utførelse er ventilmekanismen 918 en sfærisk kule med en sentral passasje. Figur 9 vier ventilmekanismen 918 i en åpen stilling (dvs. at passasjen i kulen er innrettet med aksen i ventilen 900, og at det sentrale legemet 914 er i den øvre posisjon). Nedoverrettet bevegelse av legemet 914 er således tilbøyelig til å rotere kulen i ventilmekanismen 918 til den stengte stilling (dvs. hvor passasjen i kulen ikke er innrettet med aksen i ventilen 900). Det sentrale legemet 914 er tettet mot det utvendige huset 916 for å danne et hydraulisk kammer 920 som står i forbindelse med den hydrauliske passasje 910. Det hydrauliske kammer 920 er konfigurert slik at hydraulisk trykk som påføres i kammeret 920 tvinger det sentrale legemet 914 oppover fra den nedre posisjon til den øvre posisjon for å aktuere ventilmekanismen 918 til åpen stilling. En returfjær 922 befinner seg motsatt det hydrauliske kammer 920 og ligger an mot det sentrale legemet 914 og det utvendige hus 916 for å forspenne det sentrale legemet 914 til den nedre posisjon. Returfjæren 922 forspenner således ventilmekanismen 918 til en stengt stilling. For å aktuere avsteng-ingsventilen 900 til åpens stilling påføres derfor hydraulisk trykk gjennom passasjen 910, og for å aktuere avstengningsventilen 900 til stengt stilling slippes hydraulisk trykk ut. I tillegg overføres hydraulisk trykk over avstengningsventilen 900 gjennom passasjen 910 til komponenter i arbeidsstrengen 400 nedenfor.

I operasjon settes arbeidsstrengen 400 inn i et stigerør, som omtalt med henvisning til figur 1-3, med frakoplingsverktøyet 600 i den ikke satte tilstand (dvs. med låseringen 618 i gjengeinngrep med det ytre frakoplingshus 614). Trykk inne i arbeidsstrengen moduleres for å bringe opphengsverktøyet 800 til å gripe og tette mot det indre av foringsrøret eller stigerøret. Fordi opphengsverktøyet 800 bruker holdekiler 812,814 for å gripe foringsrøret eller stigerøret og ikke griper et profil i foringsrøret, slik som en produksjonsrørhenger, kan opphengsverktøyet 800 gripe og tette på praktisk talt ethvert punkt i foringsrøret eller stigerøret. Når opphengsverktøyet 800 er i inngrep for å bære arbeidsstrengen 400 i en ønsket høyde roteres arbeidsstrengen 400 for å endre frakop-lingsverktøyet 600 til satt tilstand (dvs. med låseringen 618 løsgjort fra det ytre frakoplingshuset 614), og et lett strekk påføres gjennom arbeidsstrengen 400. Trykk gjennom de hydrauliske passasjer moduleres for å holde tilbakeholdsventilen 50 og avstengningsventilen 900 åpen for å tillate fluidstrømning gjennom arbeidsstrengen 400.

Når fartøyet driver av fra brønnen økes strekket gjennom arbeidsstrengen 400, ettersom vekten av arbeidsstrengen 400 og holdekilene 812 i opphengsverktøyet 800 motstår fartøyets oppadrettede strekk på arbeidsstrengen 400. Når strekket overstiger bruddstrekket deles frakoplingsverktøyet 600 når spennhylsesammenstillingen 622 bøyer innover og passerer nesen 620. Arbeidsstrengen 400 over frakoplingsverktøyet 600 trekkes fra stigerøret. Arbeidsstrengen 400 nedenfor frakoplingsverktøyet 600 bæres av holdekilene 814 i opphengsverktøyet 800. Samtidig åpnes den hydrauliske passasje 610 i fra-koplingsverktøyet 600 mot sjøvannet, og trykk slippes ut fra de respektive hydrauliske passasjer i hver av arbeidsstrengens 400 komponenter. Utslipp av trykk i den hydrauliske passasje 510 i tilbakeholdsventilen 500 gjør at fjæren 522 aktuerer ventilmekanismen 518 til en stengt stilling og minimaliserer utslippet av fluider i arbeidsstrengen ovenfor tilbakeholdsventilen 500 inn i sjøvannet. Omløpsforsinkelsesverktøyet 700 oppretthol-der imidlertid trykket i de hydrauliske passasjer nedenfor omløpsverktøyet 700 i en gitt forsinkelsestid. Trykk i de hydrauliske passasjer, spesielt den hydrauliske passasje 910 i av stengningsventilen 900, holder avstengningsventilen 900 åpen under forsinkelsestiden, hvilket gjør at trykk fra brønnen fortsatt kan aktuere opphengsverktøyet 800 til å gripe og tette mot foringsrøret. Når vekten av arbeidsstrengen 400 nedenfor omløps-verktøyet 700 blir fullstendig båret av opphengsverktøyet 800 griper holdekilene 812 stigerøret og bærer det gjenværende parti av arbeidsstrengen. Etter forsinkelsestiden stenger avstengningsventilen 900.

Det er viktig å merke seg at selv om systemet og de fremgangsmåter som her er blitt beskrevet har vært drøftet i forbindelse med en undervannsbrønn på dypt vann er oppfinnelsen like anvendbar for en undervannsbrønn på grunt vann og/eller en brønn på land. Operasjon av innretningene og konfigurasjonen av arbeidsstrengen vil være tilsva-rende til det som er beskrevet ovenfor, selv om den bestemte anvendelse kan gi adgang til forskjeller fra systemet som er beskrevet ovenfor. For eksempel, når systemet brukes i en undervannsbrønn på grunt vann kan en tilbakeholdsventil (eksempelvis tilbakeholdsventilen 24 eller 500) utelates fra systemet fordi det er mindre hydrostatisk trykk fra vannet på stigerøret og således mindre fare for sammenbrudd av stigerøret. Likele-des, når systemet brukes sammen med en brønn på land kan tilbakeholdsventilen utelates fordi det ikke er noe stigerør. I begge tilfelle, lang eller grunt vann, kan imidlertid tilbakeholdsventilen inkluderes av andre årsaker (eksempelvis omtanke for miljøet).

Selv om flere eksemplifiserende utførelser av fremgangsmåtene og systemene ifølge oppfinnelsen er blitt vist på de ledsagende tegninger og beskrevet i den foregående beskrivelse, vil det forstås at oppfinnelsen ikke er begrenset til de viste utførelser, men kan ha tallrike omarrangementer, modifikasjoner og utbyttinger uten å avvike fra oppfinnel-sens idé og ramme som angitt i de følgende krav.

Claims (10)

1. Innretning til aksial bæring av en arbeidsstreng (20b) i et rørformet brønnelement (16), innbefattende: et gripeelement (32) som er radialt utvidbart til gripende inngrep med en innvending overflate av det rørformede brønnelementet (16) for å bære innretningen fra det rørformede brønnelementet (16), karakterisert ved at den videre omfatter: en signalforsinkelsessammenstilling som er tilpasset til å motta et signal ved en inngang, overføre signalet til en utgang og opprettholde signalet ved utgangen over en forhåndsbestemt tidsperiode etter at signalet er brakt til opphør ved inngangen, der utgangen aktuerer gripeelementet (32).

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at signalet er hydraulisk.

3. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at gripeelementet (32) er holdekiler (812, 814).

4. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at den videre omfatter et tetningselement som er radialt utvidbart til tettende kontakt med den innvendige overflaten av det rørformede brønnelementet (16) for å tette et ringrom mellom innretningen og det rørformede brønnelementet (16).

5. Innretning ifølge krav 4, karakterisert ved at tetningselementet er en pakning (36).

6. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at hydraulisk trykk i et indre av det rørformede legemet aktuerer gripeelementet til å utvides radielt.

7. Innretning ifølge krav 4, karakterisert ved at hydraulisk trykk i et indre av det rørformede legemet aktuerer tetningselementet til å utvides radielt.

8. Innretning ifølge krav 7, karakterisert ved at tetningselementet er tilpasset å forbli i tettende kontakt med den innvendige overflaten av det rørformede brønnelementet (16) når hydraulisk trykk opphører i det indre av det rørfor-mede legemet.

9. Innretning ifølge krav 6, karakterisert ved at gripeelementet (32) er tilpasset å forbli i gripende inngrep med den innvending overflaten av det rørformede brønnelementet (16) når hydraulisk trykk opphører i det indre av det rørformede legemet.

10. Innretning ifølge krav 1 eller 7, karakterisert ved at gripeelementet (32) er tilpasset å bli radielt tilbaketrukket fra gripende inngrep med den innvendige overflaten av det rørformede brønnelementet (16) og gjenutvides til gripende inngrep med den innvendige overflaten av det rørformede brønnelementet (16).