NO20111295A1

NO20111295A1 - Setteverktoy for dypt vann

Info

Publication number: NO20111295A1
Application number: NO20111295A
Authority: NO
Inventors: Robert Bell
Original assignee: Vetco Gray Inc
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2011-09-23
Publication date: 2012-04-02
Also published as: GB201116582D0; AU2011226883A1; SG179383A1; GB2484192B; CN102444386A; GB2484192A; BRPI1104504A2; US20120080193A1; US8376049B2; MY152815A

Abstract

Et setteverktøy (10) for bruk ved landing av styringsmoduler på et undersjøisk ventiltre (36) for produksjon er beskrevet. Setteverktøyet (10) kan utplasseres på en kabelline (28) og innbefatter et søyleformet legeme (18) og en forbindelsesanordning (52) tilpasset for tilkobling til ventiltreet (36) for produksjon. Setteverktøyet (10) innbefatter også et løftesystem (22) som selektivt kan posisjoneres ved hjelp av en svingbar kranutligger (24) for å håndtere styringsmodulene. En ny styringsmodul (30) kan innbefattes i setteverktøyet (10) når verktøyet (10) blir utplassert fra et sted over havoverflaten. Etter at setteverktøyet (10) blir forbundet med ventiltreet (36) for produksjon, kan kranutliggeren (24) posisjoneres for å bli festet til og fjernet fra en eksisterende styringsmodul (31) på produksjonsventiltreet (36). Løfteenheten (22) kan så festes til og installere den nye styringsmodulen (30) og kan videre manipuleres for å hente opp den eksisterende styringsmodulen (31) og stue den på legemet (18).

Description

1. Teknisk område

Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt produksjon av olje- og gass-brenner, og spesielt en anordning og en fremgangsmåte for levering og/eller opphenting av moduler brukt i forbindelse med undersjøisk hydrokarbon-produksjon.

2. Beskrivelse av beslektet teknikk

Undersjøiske brønnhull blir dannet fra havbunnen gjennom undergrunns-formasjoner som ligger under denne. Systemer for å produsere olje og gass fra undersjøiske brønnhull innbefatter typisk en undersjøisk brønnhodeenhet montert over åpningen til et brønnhull. En typisk undersjøisk brønnhodeenhet innbefatter et høytrykks brønnhodehus understøttet i et brønnhodehus med lavere trykk og festet til et lederør som strekker seg nedover forbi brønnhullsåpningen. Brønner blir vanligvis foret med én eller flere foringsrørstrenger koaksialt innsatt gjennom og betydelig dypere enn lederøret. Foringsrørstrengene er opphengt fra forings-rørhengere i brønnhodehuset. Én eller flere produksjonsrørstrenger er anordnet inne i den indre foringsrørstrengen; som blant annet blir brukt til å transportere brønnfluid produsert fra underliggende formasjoner. Et produksjonsventiltre er montert til den øvre ende av brønnhodehuset for styring av brønnfluidet. Produksjonstreet er typisk en stor, tung enhet som har et antall ventiler og regulatorer påmontert.

Regulatorer eller styringer montert på ventiltreet for produksjon kan være i form av en undersjøisk styringsmodul. Undersjøiske styringsmoduler er typisk modulære anordninger som regulerer en forsyning av hydraulisk fluid til under-sjøiske aktuatorer, hvor aktuatorene generelt blir brukt til å åpne og/eller lukke én eller flere ventiler. En strupebromodul er en annen type modul som noen ganger kan finnes på et ventiltre for produksjon. Strupebromoduler regulerer generelt produksjonsstrømning fra et produksjonsventiltre med en integrert strømnings-reduksjon. Undersjøiske styremoduler og strupebromoduler krever vanligvis utskifting, installasjon eller fjerning under driftstiden til den undersjøiske brønnhodeenheten.

Oppsummering av oppfinnelsen:

Det blir her beskrevet et setteverktøy for håndtering av en styremodul som kan festes til et undersjøisk ventiltre for produksjon. I et utførelseseksempel innbefatter setteverktøyet et legeme som har en koblingsanordning som er festet til en undersjøisk brønnhodeenhet. Innbefattet er også en svivel på legemet distalt fra koblingsanordningen som roterer omkring en akse for legemet. En heiseanordning er innbefattet, som er koblet til svivelen.

Det er også beskrevet en fremgangsmåte for å håndtere en undersjøisk styremodul. I et utførelseseksempel innbefatter fremgangsmåten å tilveiebringe et setteverktøy, hvor setteverktøyet innbefatter et legeme som har en akse og en heiseanordning. Setteverktøyet er utplassert undersjøisk på en kabelline til en undersjøisk brønnhodeenhet og en styremodul blir hentet opp fra brønnhode-enheten ved å bruke heiseanordningen.

Kort beskrivelse av tegningene:

Figur 1 er et sideriss i delvis tverrsnitt gjennom et utførelseseksempel på et setteverktøy som senkes ned til en undersjøisk brønnhodeenhet. Figurene 2-4 er sideriss i delvis tverrsnitt gjennom kjøreverktøyet på fig. 1 koblet til den undersjøiske brønnhodeenheten og utskifting av en undersjøisk modul på brønnhodeenheten. Figur 5 er et sideriss i delvis tverrsnitt gjennom setteverktøyet på fig. 1 som fjerner en undersjøisk modul fra brønnhodeenheten.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen:

Anordningen og fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse vil nå bli beskrevet mer fullstendig i det følgende under henvisning til de vedføyde tegningene hvor utførelsesformer er vist. Dette temaet i den foreliggende beskrivelse kan imidlertid realiseres på mange forskjellige måter og skal ikke oppfattes som begrenset til de illustrerte utførelsesformene som er beskrevet her, men disse utførelsesformene er i stedet gitt slik at beskrivelsen skal være grundig og fullstendig, og vil gi en fullstendig oppfatning om oppfinnelsens omfang til fagkyndige på området. Like henvisningstall refererer til like elementer på figurene. For hensiktsmessig referanse til de vedføyde figurene er retningsmessige uttrykk kun brukt som referanse og illustrasjoner. Retningsmessige uttrykk slik som "øvre", "nedre", "over", "under" og lignende er for eksempel brukt til å illustrere en forholdsmessig posisjon.

Det skal bemerkes at temaet for foreliggende oppfinnelse ikke er begrenset til de nøyaktige konstruksjonsdetaljene i forbindelse med konstruksjon, drift, nøyaktige materialer eller utførelsesformer som er vist og beskrevet, ettersom modifikasjoner og ekvivalenter vil være opplagte for fagkyndige på området. På tegningene og i beskrivelsen er det blitt beskrevet illustrerende utførelsesformer av oppfinnelsen, og selv om spesielle uttrykk er benyttet, er de brukt bare på en generisk og beskrivende måte og ikke med det formål å begrense oppfinnelsen. Den beskrevne oppfinnelsen skal derfor bare begrenses av omfanget til de vedføyde patentkravene.

Det vises nå til fig. 1 hvor et sideriss av et setteverktøy 10 er vist utplassert undersjøisk på en løfteline 12.1 eksempelet på fig. 1 blir løftelinen 12 spolt av fra et fartøy 14 vist ved havoverflaten. I eksempelet på fig. 1 er fartøyet 14 en arbeids-båt av den type som vanligvis brukes ved undersjøiske operasjoner. Eventuelt kan fartøyet 14 være en offshore-rigg, et flytende produksjonslagring- og lastefartøy (FPSO), eller en hvilken som helst type fartøy som brukes til operasjoner i forbindelse med en undersjøisk enhet.

Setteverktøyet 10 er vist nedsenket mot en undersjøisk brønnhodeenhet 16, vist anordnet ved havbunnen. Setteverktøyet 10 innbefatter et legeme 18 som i et utførelseseksempel er et langstrakt, hovedsakelig sylindrisk organ. Vist på en øvre ende av legemet 18 er et svivelparti 20 som er hovedsakelig koaksialt med legeme 18 og roterbart omkring en akse. En del av en løfteenhet 22 er festet til en side av svivelpartiet 20 og innbefatter en utligger eller bom 24 vist som et langstrakt organ som rager radialt utover fra svivelpartiet 20. Understøttet på utliggeren 24 er en trinse 26 som er selektivt bevegelig langs lengden av utliggeren 24. En line 28 som er atskilt fra løftelinen 12, strekker seg mellom trinsen 26 og legemet 18. Setteverktøyet 10 er festet til løftelinen 12 med et løftelinefeste 29, vist koblet mellom løftelinen 12 og svivelpartiet 20. En utskiftbar strupebromodul 30 er vist festet på en lateral side av legemet 18. Strupebromodulen 30 er løsbart parkert på legemet 18 og er en komponent som skal festes til det undersjøiske utstyret. I et utførelseseksempel kan strupebromodulen 20 utplasseres med setteverktøyet 10 og brukt til å erstatte en eksisterende strupebromodul 31 som er vist anordnet med brønnhodeenheten 16. Strupebromodulene 30, 31 kan brukes til å regulere og/eller avlede produsert strømning eller annen strømning fra den undersjøiske brønnhodeenheten 16.

Det vises fremdeles til fig. 1 hvor brønnhodeenheten 16 innbefatter et brønnhodehus 32 satt over et brønnhull 34 boret gjennom formasjoner under havbunnen. Et ventiltre 36 for produksjon er festet til en øvre ende av brønn-hodehuset 36. En hovedboring 38 (vist med stiplet linje) strekker seg hovedsakelig vertikalt gjennom brønnhodehuset 32 og ventiltreet 36. En kroneventil i hovedboringen 38 regulerer tilgang gjennom hovedboringen 38. En ringformet ventilstamme 39 er vist projisert oppover fra produksjonsventiltreet 36 fra hovedboringen 38 og gjennom et rektangulært topp-plan 40. Søyleavstivere 42 understøtter topp-platen 40 over produksjonsventiltreet 36. Inkludert i den undersjøiske brønnhodeenheten 16 er også strømningsledninger 44 koblet til laterale sider av produksjonsventiltreet 36. Strømningsledningene 44 innbefatter hver en vingeventil 46 for å styre og regulere strømningen gjennom strømnings-ledningene 44.

På fig. 2 er setteverktøyet 10 vist landet på brønnhodeenheten 16 med legemet 18 hovedsakelig koaksialt med hovedboringen 38 og ventilstammen 39. Setteverktøyet 10 er vist med en trakt 50 på sitt nedre parti for å lette landing på ventilstammen 39. Trakten 50 er et konisk formet ringorgan med en åpning på en nedre ende og en indre omkrets som smalner med avstand bort fra åpningen. Trakten 50 kan bidra til å lede setteverktøyet 10 til en ønsket orientering i forhold til ventilstammen 39. Vist ved siden av trakten 50 er en koblingsanordning 52 som kan manipuleres for å gripe den ytre omkretsen av ventilstammen 39 for stivt feste av setteverktøyet 10 til brønnhodeenheten 16.1 et utførelseseksempel er koblingsanordningen 42 ringformet og innbefatter spennanordninger på en indre omkrets, som selektivt kan feste seg til den ytre omkretsen av ventilstammen 39.1 ett utførelseseksempel er koblingsanordningen 52 en Vetco MDH4-koblingsanordning.

Eksempelet på fig. 2 illustrerer videre linen 28 som er blitt spolt av fra setteverktøyet 10 for å ha en festeende som strekker seg forbi løfteenheten 22. Festeenden til linen 28 er forbundet med den eksisterende strupebromodulen 31.1 et utførelseseksempel er en aktuator 54 illustrert som satt inne i legemet 18 for å levere linen 28 fra setteverktøyet 10.1 ett eksempel innbefatter aktuatoren 54 tannhjul (ikke vist) forbundet med en spole eller trommel 55 i legemet 18. Linen 28 kan være lagret på trommelen 55 inn i legemet 18 og så spolt ut for tilkobling til strupebromodulen 51 eller andre objekter. Aktuatoren 54 kan være drevet av en motor 56, også vist inne i huset 18, og forbundet med aktuatoren 54 via en aksel. Andre tilkoblingsanordninger slik som bånd eller kjeder, kan også anvendes. For å bevirke tilkobling mellom linen 28 og strupebromodulen 31 er en koblingsanordning 57 illustrert som selektivt kan kobles til den opprinnelige eller eksisterende strupebromodulen 31 så vel som den nye strupebromodulen 30.

Det vises nå til fig. 3 hvor den eksisterende strupebromodulen 31 er blitt frigjort, løftet fra sin opprinnelige posisjon på den undersjøiske brønnhodeenheten 16 og parkert på topp-planet 40. Løfteenheten 22 blir i tillegg også manipulert slik at svivelen 20 roterer omkring aksen Ax for å innrette linen 28 med den nye strupebromodulen 30. Som antydet ved hjelp av pilen A, kan eventuelt også trommelen 26 beveges radialt innover langs bommen 24 for nøyaktig innretting med den nye strupebromodulen 30. Linen 28 er videre vist tilkoblet til den nye strupebromodulen 30 via en koblingsanordning 57. En pil Ar illustrerer ett eksempel for rotasjonsretning av svivelen 20.

Det vises til fig. 4, hvor løfteenheten 22 videre blir aktivert i en posisjon for å lande den erstattende eller nye strupebromodulen 30 i den samme posisjonen hvor den opprinnelige strupebromodulen 31 var plassert. Rotasjonsmessig dreiebevegelse av svivelen 20 er vist ved hjelp av pilen AR og den laterale bevegelsen av trinsen 26 er illustrert ved hjelp av en pil A. Et fjernstyrt fartøy (ROV) 58 er illustrert, som kan brukes til å hjelpe til ved posisjonering av den nye strupebromodulen 30 på produksjonsventiltreet 36. En styreline 60 er festet til en ende av det fjernstyrte undervannsfartøyet og brukt til å drive og/eller styre undervannsfartøyet. I eksempelet på fig .4 er den opprinnelige strupebromodulen 31 og den nye strupebromodulen moduler som har en strupebro for regulering av strømning fra produksjonsventiltreet 36 til prosesserings- eller andre terminal-posisjoner.

Som vist på fig. 5, kan de prosedyrene som er beskrevet her, eventuelt brukes til å erstatte en undersjøisk styringsmodul 62 som vist festet til ventiltreet

36 for produksjon. Den undersjøiske styringsmodulen 62 kan brukes til styring av

aktuatorer i forbindelse med den undersjøiske brønnhodeenheten 16, slik som for åpning og lukking av kroneventilen og/eller vingeventilene. I et utførelseseksempel innbefatter den undersjøiske styringsmodulen 62 utstyr og programvare for styring av driften av systemer i eller tilknyttet den undersjøiske brønnhodeenheten 16. Den elektriske strømmen eller hydraulikken kan for eksempel reguleres ved hjelp av den undersjøiske styringsmodulen 62 for å aktivere bevegelige anordninger slik som ventiler lokalisert på den undersjøiske brønnhodeenheten 16.

Selv om oppfinnelsen er blitt vist og beskrevet i forbindelse med bare noen utførelsesformer, vil det være opplagt for fagkyndige på området at den ikke er begrenset til dette, men kan underkastes forskjellige endringer uten å avvike fra oppfinnelsens ramme. I tillegg til modulene 30, 31, 62 som er diskutert ovenfor, kan i tillegg andre brønnhodekomponenter skiftes ut eller installeres ved å bruke de anordningene og fremgangsmåtene som er beskrevet her. Slike ytterligere komponenter kan innbefatte strupeinnsatser, sanddetektorer og strømnings-reguleringsanordninger. I et utførelseseksempel kan for eksempel en løfteenhet 22 være utplassert som har én eller flere av en strupebromodul, en undersjøisk styringsmodul, en strupeinnsats, en sanddetektor, en strømningsmåler som regulerer styringsenheten og en strømningsstyringsanordning. Løfteenheten 22 kan i tillegg også bære med seg verktøy for å erstatte en hvilken som helst av komponentene, slik som et grenseflateverktøy. I et utførelseseksempel er et grenseflateverktøy innbefattet i koblingsanordningen 57 for å vekselvirke med den komponenten som skiftes ut. En fordel ved anordningen og fremgangsmåten som er beskrevet her, er at setteverktøyet 10 kan senkes ned i sjøen med en nedsenkningshastighet slik at det lander "mykt" på brønnhodeenheten 16 uten å påføre skadelige støt på setteverktøyet 10 eller den komponenten som skal erstattes.

Claims

1. Setteverktøy (10) for å skifte ut en komponent i et undersjøisk ventiltre (36) for produksjon, omfattende: et legeme (18) som har en akse; en tilkoblingsanordning (52) på en ende av legemet (18), som selektivt kan festes til en undersjøisk brønnhodeenhet (16); og karakterisert ved: en løfteenhet (22) på legemet (18) som har en vinsj (55) og en line (28).

2. Setteverktøy (10) ifølge krav 1, videre karakterisert veden svivel (20) på legemet (18) i distal avstand fra tilkoblingsanordningen (52), som roterer løfteenheten (22) selektivt omkring legemets (18) akse.

3. Setteverktøy (10) ifølge krav 2, videre karakterisert veden motor (56) i legemet (18) og festet til svivelen (20) for å rotere svivelen (20).

4. Setteverktøy (10) ifølge noen kravene 1-3, karakterisert vedat løfteenheten (22) omfatter et utliggerorgan (24) som strekker seg radialt utover fra legemet (18), og en linebærer (26) som selektivt kan beveges langs utliggerorganet, hvor linen (28) henger ned fra linebæreren (26).

5. Setteverktøy (10) ifølge noen av kravene 1-4, videre karakterisert veden parkeringsposisjon på legemet (18) for løsbart å bære en undersjøisk komponent (30, 31).

6. Setteverktøy (10) ifølge kravene 1-5, videre karakterisert vedet løftelinefeste (29) på legemet (18) for forbindelse med en løfteline (12) på en overflateplattform for å senke setteverktøyet (10) fra en plattform på overflaten.

7. Setteverktøy (10) ifølge kravene 1-4, videre karakterisert vedet traktfeste (50) som henger ned fra en nedre ende av tilkoblingsanordningen (52) for å lede setteverktøyet (10) på en ventilstamme (39) for produksjon.

8. Setteverktøy (10) ifølge kravene 1-4, videre karakterisertveden leder (57) på en ende av linen (28), og som selektivt kan festes til en komponent i det undersjøiske ventilhodetreet (36).

9. Fremgangsmåte for håndtering av en undersjøisk styringsmodul, omfattende:karakterisert ved å tilveiebringe et setteverktøy (10) som omfatter: et legeme (18) med en akse og en løfteanordning (22) som har en vinsj (55) og line (28); å utplassere setteverktøyet (10) undersjøisk på en løfteline (28) på en undersjøisk brønnhodeenhet (16); å forbinde legeme (18) med den undersjøiske brønnhodeenheten (16); å utplassere linen (28) med vinsjen (55) og i inngrep med en undersjøisk komponent på brønnhodeenheten (16); å dreie løfteenheten (22) til en vinkelmessig posisjon omkring en akse for legemet (18) for å posisjonere linen (28) med den undersjøiske komponenten; å feste linen (28) til den undersjøiske komponenten ved å spole linen (28) til setteverktøyet (10); å frigjøre komponenten fra løfteenheten (22); å frakoble setteverktøyet (10); og å hente opp setteverktøyet (10) fra brønnhodeenheten (16).

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, videre karakterisert vedå stue den opphentede komponenten på legemet (18).

11. Fremgangsmåte ifølge krav 9 eller 10, karakterisert vedat setteverktøyet (10) videre omfatter en svivel (20) på legemet (18), som selektivt kan roteres omkring legemets (18) akse, hvor løfteenheten (22) er festet til svivelen (20), idet fremgangsmåten videre omfatter å feste en erstatningskomponent (30) til legemet (18), som blir utplassert med setteverktøyet (10) etter rotering av svivelen (20) for å innrette løfteenheten (22) med den nye styringsmodulen (30), og bruke løfteenheten (22) til å bevege den nye undersjøiske komponenten fra legemet (18) til den undersjøiske brønnhode-enheten (16).

12. Fremgangsmåte ifølge noen av kravene 9-11, karakterisert vedat den undersjøiske komponenten omfatter en opprinnelig undersjøisk komponent (31), hvor fremgangsmåten videre omfatter å tilveiebringe en undersjøisk erstatningskomponent (30) på legemet (18), å senke setteverktøyet (10) ned i sjøen med erstatningskomponenten (30) parkert på setteverktøyet (10).

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, videre karakterisert vedå frigjøre den opprinnelige undersjøiske komponenten (31) fra linen (28), å svinge løfteanordningen (22) for å posisjonere linen (28) for feste til den undersjøiske erstatningskomponenten (30), å feste linen (28) til den undersjøiske erstatningskomponenten (30), og å flytte den undersjøiske erstatningskomponenten (30) fra legemet (18) til den undersjøiske brønnhode-enheten (16) til den posisjon hvorfra den opprinnelige undersjøiske komponenten (31) ble hentet.

14. Fremgangsmåte ifølge noen av kravene 9-13, videre karakterisert vedå bruke et fjernstyrt undervannsfartøy (58) i forbindelse med setteverktøyet (10).

15. Fremgangsmåte ifølge krav 9-14, karakterisert vedat bare kabellinen (28) blir brukt til utplassering av setteverktøyet (10).