NO20111377A1

NO20111377A1 - Anordning for hivkompensering

Info

Publication number: NO20111377A1
Application number: NO20111377A
Authority: NO
Inventors: Gjerulf Ottersland
Original assignee: Aker Mh As
Priority date: 2011-10-11
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2013-04-12
Also published as: CN103874823A; KR20140088143A; CA2849272A1; US20140238685A1; EP2748404A2; AU2012322312A1; WO2013054274A3; BR112014008505A2; WO2013054274A2; EP2748404B1; CN103874823B

Abstract

En anordning for hivkompensering av en verktøyenhet (11) som er opphengt via én eller flere vaieranordninger (6) i en mast (1) som er montert på en plattform (2), der hver vaieranordning ved en første ende er tilknyttet masten via en innfestning (10) og løper via en første hivkompenseringsenhet (4, 5, 12), og der hver vaieranordning (6) ved sin andre ende er tilknyttet en andre hivkompenseringsenhet (20; 20'; 20") som er koplet til verktøyenheten. Den andre hivkompenseringsenheten (20'; 20") omfatter en bevegbar kompenseringsanordning (31) som ved sin første ende er tilknyttet vaieranordningen (6) og som ved sin andre ende er tilknyttet verktøyenheten (11). Den andre hivkompenseringsenheten omfatter en frigjørbar låseanordning (30) med hvilken kompenseringsanordningens (31) bevegelser selektivt kan forhindres og tillates. Låseanordningen (30) omfatter en låsebolt (87) med et midtre, innsnevret, parti (87b) og utvidede skulderpartier (87a) i hver ende av låsebolten. Leddelementet (33) omfatter et hull (82) med et første parti (82a) og et andre parti (82b), der det første partiet har en større åpning enn det andre partiet.

Description

Oppfinnelsen vedrører brønn operasjoner, særlig i forbindelse med produksjon av hydrokarboner fra undergrunnen. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en anordning for hivkompensering av utstyr på et bevegelig fartøy, som angitt i innledningen til de selvstendige krav.

Bakgrunnen for oppfinnelsen

Ved utvinning av hydrokarboner fra brønner i undergrunnen må operatøren i blant utføre arbeid i brønnene. Slikt arbeid kan være vedlikehold eller andre tekniske operasjoner, som for eksempel å perforere, erstatte eller re-perforere rør, bytte ut strømningsregulatorer, isolere produksjonssoner, overvåke produksjonen og logge trykk, strømning og temperatur. En motiverende faktor for arbeidet er å øke brønnens utvinningsgrad. Dette arbeidet, som omtales med samlebetegnelsen brønnintervensjon, er vanskelig å utføre fra konvensjonelle overflateplattformer, særlig når det er tale om undervannsrønner. Det er vel kjent at undervannsbrønner er mindre vedlikeholdt enn plattformbrønner og derfor har lavere utvinningsgrad. Det er derfor ønskelig med systemer som er egnet for vedlikehold av undervannsbrønner.

Det skjelnes mellom lett brønnintervensjon og tung brønnintervensjon. I dag utføres lett brønnintervensjon ved hjelp av kabeloperasjoner (wireline) fra skip. Tung brønnintervensjon (som omfatter hele spekteret av intervensjonsarbeid) utføres vanligvis fra en forankret halvt nedsenkbar spesialrigg som er forbundet med brønnene via stigerør (rør for gass og/eller væske). Spesialriggen dekker gapet mellom de ordinære boreriggene og fartøyene som utfører lett brønnintervensjon ved hjelp av kabel, og har blant annet betydelig lavere kostnader enn en ordinær borerigg.

For ytterligere å optimalisere kostnader, er det derfor ønskelig at slike spesialrigger er mest mulig fleksible, slik at de for eksempel i tillegg til å utføre tung brønnintervensjon, også kan utføre lett brønnintervensjon ved bruk av kabelopererte verktøy.

Kjente flytende intervensjonsrigger har en boremaskin opphengt i et tårn via et hivkompenseringssystem for å kompensere for bølgebevegelser, som kan omfatte en kombinert heise- og kompenseringssylinder. Tårnet og sylinderen er montert på dekk. I et vanlig arrangement er boremaskinen opphengt i vaiere (såkalt drill line) som løper over ledeskiver i toppen av masten, via vendeskiver på toppen av sylinderen, til et fast punkt i toppen av masten. Boremaskinen kan derfor heises opp og ned ved at sylinderen beveges, og sylinderen kompenserer også - innenfor visse toleranser - for riggens bevegelses slik at boremaskinen kan holdes mest mulig i ro når den utfører intervensjonsoperasjoner. En slik kombinert heise- og kompenserings-sylinder kan håndtere store laster, typisk i størrelsesorden 250 tonn. Dette arrangementet benyttes for eksempel ved landing av større vekter på havbunnen eller inne i borestigerøret, samt under boring, og kan kjøres i passiv kompensering eller aktiv kompensering når det er behov for større nøyaktighet og kontroll på kompenseringen.

Den kjente teknikk omfatter WO 2007/145503 Al, som beskriver en anordning og fremgangsmåte for hivkompensering. En mast er montert på et flytende fartøy, en første kompenseringsanordning som er forbundet via vaieranordninger i den ene siden av masten, og den andre enden av vaieranordningen er videre koplet en andre hivkompenseringsanordning tilknyttet en verktøyenhet for utføring av boreoperasjoner. Den andre hivkompenseringsanordningen samt verktøyenheten føres langs føringsskinner i masten ved hjelp av vogner/armer.

Det stilles strenge krav til brønnintervensjonsriggens evne til - svært nøyaktig - å kompensere for riggens bevegelser. Krav til hivkompensering konkretiseres ofte som evne til å kompensere vektendring, posisjoneringsnøyaktighet, og hastighetsbegrensning. I kjente brønnintervensjonsrigger gjør imidlertid den kombinerte heise- og kompenseringssylinderens dimensjon, samt friksjon i ledeskiver og vendeskiver, det vanskelig å oppnå ett eller flere av disse kravene. Det er derfor behov for en anordning som kan oppnå en større presisjon i hivkompenseringen enn hva tilfellet er med kjente brønnintervensjonsrigger. Oppfinnelsen imøtekommer dette behovet og har i tillegg ytterligere fordeler.

Sammendrag av oppfinnelsen

Det er derfor frembrakt en anordning for hivkompensering av en verktøyenhet som er opphengt via én eller flere vaieranordninger i en mast som er montert på en plattform, der hver vaieranordning ved en første ende er tilknyttet masten via en innfestning og løper via en første hivkompenseringsenhet, og der hver vaieranordning ved sin andre ende er tilknyttet en andre hivkompenseringsenhet som er koplet til verktøyenheten,karakterisert vedat den andre hivkompenseringsenheten omfatter en bevegbar kompenseringsanordning som ved sin første ende er tilknyttet vaieranordningen og som ved sin andre ende er tilknyttet verktøyenheten, og at den andre hivkompenseringsenheten omfatter en frigjørbar låseanordning med hvilken kompenseringsanordningens bevegelser selektivt kan forhindres og tillates.

I en utførelsesform er kompenseringsanordningen tilknyttet vaieranordningen via en tilkoplingsenhet og er tilknyttet verktøyenheten via et leddelement, og der tilkoplingsenheten og leddelementet er bevegelige i forhold til hverandre, og der låseanordningen er bevegbar for selektivt og frigjørbart å begrense tilkoplingsenhetens og leddelementets bevegelser i forhold til hverandre.

I en utførelsesform omfatter låseanordningen en låsebolt med et midtre, innsnevret, parti og utvidede skulderpartier i hver ende av låsebolten.

I en utførelsesform omfatter leddelementet et gjenomgående hull med et første parti og et andre parti, der det første partiet har en større åpning enn det andre partiet. Dett første partiet har en dimensjon som tillater passasje av skulderpartiene og det andre partiet har en dimensjon som ikke tillater passasje av skulderpartiene men som tillater passasje av det midtre partiet. I en utførelsesform har det første partiet et sirkulært tverrsnitt og det andre partiet er avlangt.

I en utførelsesform løper vaieranordningen mellom den andre hivkompenseringsenheten og den første hivkompenseringsenheten via ledeskiver som er montert ved et øvre parti av masten, og løper via den første hivkompenseringsenheten mellom ledeskivene og innfestningen i masten.

I en utførelsesform er den første hivkompenseringsenheten ved en første en ende koplet til plattformen og ved en andre ende er bevegbart tilknyttet nevnte vaieranordning via vendeskiver og en sylinder.

I en utførelsesform omfatter anordningen låseanordninger med hvilke kompenseringsenhetenes bevegelser selektivt kan forhindres og kompenseringsenhetene overfører laster mellom verktøyenheten og vaieranordningen som hovedsakelig stive legemer.

I en utførelsesform fungerer den første hivkompenseringsenheten som en aktiv hivkompensator mens den andre hivkompenseringsenheten fungerer som en passiv hivkompensator.

I en utførelsesform er den andre hivkompenseringsenheten en integrert del av verktøyenheten. De første og andre hivkompenseringsenhetene er fortrinnsvis hydraulisk drevne.

Den andre hivkompenseringsenheten kan raskt og enkelt installeres på en hvilken som helst boremaskin, uten strukturelle modifiseringer av boremaskinen.

Figuroversikt

Disse og andre karakteristiske trekk ved oppfinnelsen vil bli belyst i den følgende beskrivelse av foretrukne ikke-begrensende utførelsesformer, med henvisning til de medfølgende skjematiske tegningene der: Figurl viser en mast med et kompenseringssystem, sett fra en side; Figur 2 viser en mast med kompenseringsanordningen ifølge oppfinnelsen, sett forfra; Figur 3 viser masten og kompenseringsanordningen vist i figur 2, men fra en annen side; Figur 4a viser et utsnitt av en første utførelsesform av oppfinnelsen, sett fra en side, og der sylindrene i den andre hivkompenseringsenheten er i en inntrukket posisjon; Figur 4b viser utsnittet som i figur 4a, sett forfra; Figur 4c tilsvarer figur 4b, men viser sylindrene i den andre hivkompenseringsenheten i en fullt utskjøvet posisjon; Figur 4d tilsvarer figur 4b, men viser sylindrene i den andre hivkompenseringsenheten i en midtstilling; Figur 5a viser et utsnitt av en andre utførelsesform av oppfinnelsen, sett fra en side, og der sylinderen i den andre hivkompenseringsenheten er i en inntrukket posisjon; Figur 5b viser utsnittet som i figur 5a, sett forfra; Figur 5c tilsvarer figur 5b, men viser sylinderen i den andre hivkompenseringsenheten i en fullt utskjøvet posisjon; Figur 5d tilsvarer figur 5b, men viser sylinderen i den andre hivkompenseringsenheten i en midtstilling; Figur 6a viser et utsnitt av en tredje utførelsesform av oppfinnelsen, sett fra en side, og der sylinderen i den andre hivkompenseringsenheten er i en inntrukket posisjon; Figur 6b viser utsnittet som i figur 6a, sett forfra; Figurene 7a og 7b viser den tredje utførelsesformen av kompenseringsenheten i en ulåst tilstand, sett henholdsvis forfra og fra en side. Figurene 7c og 7d er forstørrede utsnitt av henholdsvis figurene 7a og 7b, og figur 7e er en snittegning av det som er vist i figur 7d; Figurene 8a og 8b viser en låst tilstand, der bevegelsesdemperen ikke er aktivisert; Figurene 8c og 8d er forstørrede utsnitt av henholdsvis figurene 8a og 8b, og figur 8e er en snittegning av det som er vist i figur 8d; Figurene 9a og 9b viser en tilstand der det er mulig å trekke låsebolten ut fra nøkkelhullet, og figur 9c er en forstørret snittegning av det som er vist i figur 9b; og Figurene 10a og 10b viser en stilling for vektreduksjon ved sammenskruing av boremaskin og borestreng, en såkalt "thread-saver" funksjon, og figur 10c er en forstørret snittegning av det som er vist i figur 10b.

Beskrivelse av foretrukne utførelsesformer

Figur 1 viser en mast 1 plassert på et dekk 2, for eksempel på en intervensjonsrigg eller borerigg (ikke vist). En aktiv hivkompenseringssylinder 7 og akkumulator 8 og en kombinert heise- og hivkompenseringssylinder 4 er montert i dekket 2. Hivkompenseringssylinderen 4 er i sin øvre ende utstyrt med vendeskiver 5 for heisevaiere 6. Det er vanlig med fire eller seks parallelt forløpende heisevaiere.

Med henvisning til figur 2, har den kombinerte heise- og hivkompenseringssylinderen 4 en slaglengde d, der sylinderstangen 12 er i en fullt utskjøvet stilling. Vendeskivenes henholdsvis helt inntrukne og utskjøvede posisjoner er angitt med hensvisningstallene 5 og 5'.

Masten er i de illustrerte utførelsesformene utført i en fagverksstruktur på kjent måte, og vil derfor ikke beskrives ytterligere her. Likeledes drives hivkompenseringsenhetene av fiuidreservoarer, reguleringsventiler og -systemer, gassflasker og hydrauliske kraftaggregat. Disse komponentene er vel kjent for den fagkyndige og omtales derfor ikke ytterligere her.

Masten er utstyrt med styreskinner 9 for en bormaskin 11, på kjent måte. Videre, med henvisning til figurene 2 og3, er vaierne 6 tilkoplet mastens øvre del via en forankring 10. Vaierne 6 løper fra forankringen 10, via vendeskivene 5 på den kombinerte heise- og hivkompenseringssylinderens 4 sylinderstang 12, videre via ledeskiver 3 på toppen av masten og deretter ned til en kompensator 20, som er tilkoplet boremaskinen 11. Figur 2 viser den kombinerte boremaskinen 11 og kompensatoren 20 i en nedre posisjon mot dekket 2, mens disse enhetene i figur 3 er hevet noe opp fra dekket.

Tre utførelsesformer av kompensatoren er beskrevet i det etterfølgende.

Første utførelsesform:

Med henvisning til figurene 4a-d, omfatter kompensatoren 20 to sylindre 22a,b som er direkte koplet mellom boremaskinen 11 og heisevaiernes tilkoplingsledd 24. Heisevaiere (ikke vist i figurene 4a-c) tilkoples tilkoplingsleddet 24 via egnede innfestninger 25. Figur 4a viser videre en styrevogn 21 tilknyttet boremaskinen 11, for inngrep med tårnets styreskinne som beskrevet over.

Sylindrene 22a,b er utstyrt med lås 23 med hvilken sylindrene kan låses i inntrukket stilling når systemet ikke er i bruk. Lasten fra boremaskinen 11 overføres til heisevaierne via sylindrene 22a,b og tilkoplingsleddet 24.

Figurene 4a,b viser sylindrene 22a,b i en inntrukket posisjon, figur 4c viser sylindrene 22a,b i en fullt utskjøvet posisjon, mens figur 4d viser sylindrene 22a,b i en midtstilling. Henvisningstallet 26 angir sylindrenes respektive sylinderstenger.

Fiuidreservoarer og kontrollenheter for hivkompenseringssylindrene 22a,b er i henhold til kjent teknikk og derfor ikke omtalt ytterligere her.

Andre utførelsesform:

Med henvisning til figurene 5a-d, omfatter kompensatoren 20' én sylinder 27 som er koplet mellom boremaskinen 11 (via et ledd 29) og et tilkoplingsledd 28 for heisevaierne (kun innfestninger 25 for vaierne er vist i figurene 5b-d). Figur 5a viser videre en styrevogn 21 tilknyttet boremaskinen 11, for inngrep med tårnets styreskinne som beskrevet over.

Sylinderen 27 er utstyrt med lås 23 med hvilken sylinderne kan låses i sammenslått stilling når kompensatoren 20' ikke er i bruk. Lasten fra boremaskinen 11 overføres til heisevaierne via sylinderen 27 og tilkoplingsleddet 28.

Figurene 5a,b viser sylinderen 27 i en inntrukket posisjon, figur 5c viser sylinderen 27 i en fullt utskjøvet posisjon, mens figur 5d viser sylinderen 27 i en midtstilling. Henvisningstallet 26 angir sylinderens sylinderstang. Fiuidreservoarer og kontrollenheter for hivkompenseringssylinderen 27 er i henhold til kjent teknikk og derfor ikke omtalt ytterligere her.

Tredje utførelsesform:

Med henvisning til figurene 6a til 10c, omfatter kompensatoren 20" én kompensatorsylinder 31 (også omtalt som en bevegelsesdemper) som er montert til et tilkoplingsstykke 32 for heisevaierne. Figurene 6a og 6b viser videre en styrevogn 21 tilknyttet boremaskinen 11, for inngrep med tårnets styreskinne som beskrevet over. På tilkoplingsstykket 32 er det montert en lås 30 (som for eksempel er hydraulisk operert via en aktuator 86) som kan kople sammen tilkoplingsstykket 32 og det nedenforliggende leddelementet 33 som boremaskinen 11 er opphengt i. Låsen 30 bærer all last når den er i låst stilling og kompensatoren 20" ikke er i bruk, slik at lasten fra boremaskinen 11 overføres til heisevaierne via leddelementet 33, den hydraulisk opererte låsen 30 og tilkoplingsstykket 32. Figurene 6a,b viser en slik låst stilling, der sylinderen 31 er i en inntrukket posisjon og inaktiv. Fiuidreservoarer og kontrollenheter for kompenseringssylinderen 31 er i henhold til kjent teknikk og derfor ikke omtalt ytterligere her.

Figurene 7a til 10c er ytterligere illustrasjoner av kompensatorsylinderen 31, tilkoplingsstykket 32, leddelementet 33 og forbindelsen mellom disse komponentene i ulike konfigurasjoner.

Tilkoplingsstykket 32, til hvilket kompensatorsylinderen 31 og vaierne 6 er festet til, omfatter to plateelementer 32a,b som er anbrakt med et mellom fra hverandre og sammenfestet ved hjelp av øvre bolter 81 og nedre bolter 83. Låsen 30, med sin hydrauliske aktiviseringsmekanisme, er også tilordnet tilkoplingsstykket (hydrauliske tilkoplingsledninger er ikke vist, ettersom slike er kjent teknikk). Låsen 30 omfatter et hus 30' med en låsebolt 87, en låseboltsylinder 88 og en posisjonssensor 89 for låsebolten. Låsebolten 87 har et midtre, innsnevret, parti 87b, og utvidede partier (flenser) 87a i hver ende.

Leddelementet 33 har i denne viste utførelsesformen også en plateform, og er plassert mellom tilkoplingsstykkets plateelementer 32a,b slik at det kan bevege seg. Kompensatorsylinderens 31 (hvis hus er festet i tilkoplingsstykket) sylinderstang 26 er festet i leddelementet 33 via en festebolt 84. Leddelementet 33 er forsynt med et gjennomgående "nøkkelhull" 82, som er tilpasset for opptak av låsebolten 87. Nøkkelhullet 82 er avlangt og har et nedre parti 82a som har en større åpning enn det overforliggende, noe smalere, partiet 82b av nøkkelhullet.

De utvidede endepartiene 87a på låsebolten 87 har en tverrsnittsdimensjon som tillater passasje gjennom nøkkelhullets nedre, utvidede, parti 82a og inn i de respektive opplagringshullene i 37 sideplatene 32a,b, men ikke tillater passasje gjennom nøkkelhullets overforliggende parti 82b. Låseboltens midtre, innsnevrede, parti 87b har en tverrsnittsdimensjon som tillater bevegelse av låsebolten opp og ned i nøkkelhullet, også i det noe smalere partiet 82b. Figurene 7a-e viser en ulåst tilstand. Låsebolten 87 er trukket helt ut av nøkkelhullet 82 i leddelementet 33, slik at leddelementet 33 kan bevege seg mellom de to sideplatene 32a,b i tilkoplingsstykket 32. Leddelementet 33, som er forbundet med kompensatorsylinderen 31 via sylinderstangen 26, kan bevege seg mellom en nedre stilling (som vist) og en øvre stilling, begrenset henholdsvis av øvre skuldre 85 og nedre skuldre 90 og de nedre (stopp)boltene 83. Figurene viser at når leddelementet 33 er helt i nedre stilling, vil det hvile på de to nedre boltene 83 via skuldrene 85, som vil forhindre at boremaskinen faller ned dersom kompensatorsylinderen 31 skulle feile. Når sylinderslaget reduseres til omtrent halvt slag (sammenlignet med det som er vist på figurene 7a-d) vil systemet være i stilling for bevegelsesdemping. Figurene 8a-e viser en låst tilstand, der bevegelsesdemperen 31 ikke er i bruk. Systemet er låst, slik at all last går igjennom låsebolten uten å påvirke bevegelsesdemperen. Lasten som henger i boremaskinen (ikke vist) og overføres til leddelementet 33. Leddelementet 33 henger på låsebolten 87 som sitter i hull i tilkoplingsstykkets 32 sideplater 32a,b. Fra låsebolten 87 går lasten igjennom disse to sideplatene opp til de øver boltene 81 som kobler heisevaierene til tilkoplingsstykket 32. Dette er normal konfigurasjon av opphengssystemet ved boring og løfting / låring av borestrengen Figurene 9a-c viser en tilstand der det nedre leddelementet 33 er løftet opp til en maks høyde i nøkkelhullet 82, slik at låseboltens skuldre 87a og nøkkelhullets utvidede parti 82a er innrettet med hverandre Dette er den eneste posisjon der det er mulig å trekke låsebolten 87 ut fra nøkkelhullet 82. Låsebolten beveges (trekkes) horisontalt ved hjelp av en sylinder 88 med slagsensor 89 slik at man har kontroll på om bolten er i låsbart inngrep med nøkkelhullet eller ikke. Denne løftingen av leddelementet 33 gjøres ved hjelp av kompensatorsylinderen 31. Som beskrevet over, viser også figurene 9a-c at nøkkelhullets nedre dimensjon (diameter) er så stor at låsebolten kan beveges horisontalt igjennom nøkkelhullet. I den øvre smalere delen av nøkkelhullet er det ikke mulig å flytte på låsebolten i horisontalretning på grann av skuldrene med økte diameter i endene. Derimot er det fritt til å bevege låsebolten vertikalt i nøkkelhullet, i hele nøkkelhullets lengde. Snittegningen i figur 9c viser låsbolten halvveis ute av inngrep. Man ser at låsebolten har en skulder 87a med større diameter i begge ender, enn midtpartiets 87b diameter. Diameteren på skuldrene passer i opplagringshullene 37 i tilkoplingsstykket 32 og den nedre delen82a av nøkkelhullet i leddelementet.

Figurene 10a-c en tilstand der låsebolten 87 er i lås, men dempesylinderen 31 (ikke vist i figurene 10a-c) er aktivert med et lite utslag slik at låsebolten befinner omtrent midt i nøkkelhullet 82. Dette er stilling for vektreduksjon ved sammenskruing av boremaskin og borestreng, en såkalt "thread-saver" funksjon,

Kompensatorens 21" sin oppgaven er å holde verktøy som er senket ned i brønnen i en nøyaktig posisjon og uten å påføre utstyr innstallert i brønnen større vekter enn typisk +/- 500kg mens hoved-hivkompanseringen foregår ved hjelp av den kombinert heise- og hivkompenseringssylinderen 4, med tilhørende akkumulatorflasker og annet nødvendig, kjent, utstyr (ikke vist). Kompensatoren 21" med kompenseringssylinderen 31, tar "toppene" av dempingen fra hovedkompensatoren 4.

Kompensatoren 21" kan dermed ha minst følgende to funksjoner:

a) Dempe / minimalisere vertikal bevegelse og kontrollere / minimalisere last mot komponenter inni brønnen av verktøy som kan senket ned i den; og b) Redusere lasten mellom akslen på boremaskinen og toppen av borerøret når disse skal skruer sammen (thread-saver).

Selv om kompensatoren 21" her er beskrevet å være sammensatt av et nedre leddelement 33 som er bevegelig innrettet mellom tilkoplingsstykkets 32 to sideplater 32a,b, skal ikke oppfinnelsen være begrenset til slike utforminger, idet en variant kan være en omvendt konfigurasjon der det nedre leddelementet har to sideplater og tilkoplingsstykket omfatter ett element som er bevegelig innrettet mellom disse. Oppfinnelsen skal heller ikke være begrenset til plateformede elementer.

Felles for utførelsesformene:

Den kombinerte heise- og hivkompenseringssylinderen 4 og tilhørende komponenter (i det etterfølgende også omtalt som Trinn 1) brukes ved landing av større laster på havbunnen eller inne i borestigerøret, samt under boring. I slike situasjoner er ikke kompensatoren 20; 20'; 20" nødvendigvis i brak, dvs. sylindrene er låst via sine respektive låsemekanismer 23; 30.

Ved hivkompenseringen, kan Trinn 1 kan kjøres i passiv kompensering eller i aktiv kompensering.

I situasjoner der det trengs større nøyaktighet og styring av kompenseringen, som for eksempel ved brønnintervensjon, vil Trinn 1 kjøres i aktiv hivkompensering. Trinn 1 vil derfor kunne oppnå en hivkompensering ned til et visst minimumsnivå.

Kompensatoren 20; 20'; 20" (i det etterfølgende også omtalt som Trinn 2) benyttes sammen med Trinn 1 for å øke følsomheten og nøyaktigheten ytterligere, og å sikre at kraften i boremaskinen ikke overstiger en definert minimumsverdi. Trinn 2 fungerer da som en passiv hivkompensator. Kompensatoren i Trinn 2, som kan ha en relativt kort slaglengde, er konstruert slik at sylinderstempelet holdes i ro inntil det belastes med en predefinert vekt. Når en slik predefinert vekt er oppnådd, vil kompensatoren i Trinn 2 kompensere ved å enten trekke inn eller strekke ut sylinderstaget 26.

Eksempler på situasjoner der behovet for et Trinn 2 er til stede, er landing av lettere utstyr inne i foringsrør og undervanns sikkerhetsventiler.

En slik totrinns hivkompensator kan dermed - svært nøyaktig - kompensere for riggens bevegelser. Innenfor gitte operasjonelle parametre (f.eks. maks. hivbevegelse i rigg) kan Trinn 1 og Trinn 2 i kombinasjon kompensere for en forholdsvis liten vektendring og oppnå stor posisjoneringsnøyaktighet med en begrenset hastighet. Som nevnt innledningsvis kan en kombinert heise- og kompenseringssylinder typisk håndtere laster i størrelsesorden 250 tonn. I en slik sammenheng kan en forholdsvis liten vektendring være i størrelsesorden ± 500 kg, og posisjoneringsnøyaktigheten være i størrelsesorden ±10 cm.

Trinn 1 kan håndtere store laster og det meste av hivet. Kompensatoren 20; 20'; 20"

(Trinn 2) er imidlertid vesentlig mindre enn Trinn 1 og utvikler dermed mindre pakkningsfriksjon. I tillegg er kompensatoren i Trinn 2 plassert på toppen av boremaskinen 11 slik at den ikke tar med seg annen friksjon enn den som er i kompensatoren 20; 20'; 20", samt muligens noe fra brønnen.

Kompensatoren 20; 20'; 20" kan altså redusere lastamplituden fra Trinn 1 til en lastsvingning som er innenfor kravet for kompensering for vektendring.

Anordningen ifølge oppfinnelsen fungerer på den måten som en totrinns hivkompensator, der den kombinerte heise- og hivkompenseringssylinderen 4 (Trinn 1) håndterer de store lastene, mens kompensatoren 20; 20'; 20" (Trinn 2; som har en bedre følsomhet og større nøyaktighet) evner å kompensere for laster som er mindre enn Trinn 1 er tilpasset for å kompensere for.

I en utførelsesform kan lasten som kompensatoren 20; 20'; 20" er beregnet å skulle kompensere for være i størrelsesorden 8-10% av heisesystemets lastekapasitet Det skal forstås at anordningen for hivkompensering kan benyttes for andre formål enn brønnintervensjon.

De numeriske verdiene i beskrivelsen over er tatt med for å illustrere oppfinnelsens anvendelse, og skal ikke anses som en begrensning av oppfinnelsen.

Claims

1. Anordning for hivkompensering av en verktøyenhet (11) som er opphengt via én eller flere vaieranordninger (6) i en mast (1) som er montert på en plattform (2), der hver vaieranordning ved en første ende er tilknyttet masten via en innfestning (10) og løper via en første hivkompenseringsenhet (4, 5, 12), og der hver vaieranordning (6) ved sin andre ende er tilknyttet en andre hivkompenseringsenhet (20; 20'; 20") som er koplet til verktøyenheten,karakterisert vedat den andre hivkompenseringsenheten (20'; 20") omfatter en bevegbar kompenseringsanordning (31) som ved sin første ende er tilknyttet vaieranordningen (6) og som ved sin andre ende er tilknyttet verktøyenheten (11), og at den andre hivkompenseringsenheten omfatter en frigjørbar låseanordning (30) med hvilken kompenseringsanordningens (31) bevegelser selektivt kan forhindres og tillates.

2. Anordning som angitt i krav 1, der kompenseringsanordningen (31) er tilknyttet vaieranordningen (6) via en tilkoplingsenhet (32) og er tilknyttet verktøyenheten (11) via et leddelement (33), og der tilkoplingsenheten (32) og leddelementet (33) er bevegelige i forhold til hverandre, og der låseanordningen (30) er bevegbar for selektivt og frigjørbart å begrense tilkoplingsenhetens (32) og leddelementets (33) bevegelser i forhold til hverandre.

3. Anordning som angitt i krav 2, der låseanordningen (30) omfatter en låsebolt (87) med et midtre, innsnevret, parti (87b) og utvidede skulderpartier (87a) i hver ende av låsebolten.

4. Anordning som angitt i krav 2 eller krav 3, der leddelementet (33) omfatter et gjennomgående hull (82) med et første parti (82a) og et andre parti (82b), der det første partiet har en større åpning enn det andre partiet.

5. Anordning ifølge krav 4, der det første partiet (82a) har en dimensjon som tillater passasje av skulderpartiene (87a) og det andre partiet (82b) har en dimensjon som ikke tillater passasje av skulderpartiene men som tillater passasje av det midtre partiet (87b).

6. Anordning ifølge krav 4 eller krav 5, der det første partiet (82a) har et sirkulært tverrsnitt og det andre partiet (82b) er avlangt.

7. Anordning som angitt i krav 1, der nevnte vaieranordning mellom den andre hivkompenseringsenheten og den første hivkompenseringsenheten løper via ledeskiver (3) som er montert ved et øvre parti av masten, og løper via den første hivkompenseringsenheten mellom ledeskivene og innfestningen i masten.

8. Anordning som angitt i krav 1 eller krav 2, der den første hivkompenseringsenheten ved en første en ende er koplet til plattformen og ved en andre ende er bevegbart tilknyttet nevnte vaieranordning via vendeskiver (5) og en sylinder (4, 12).

9. Anordning som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, omfattende låseanordninger (23) med hvilke kompenseringsenhetenes (22a,b; 27) bevegelser selektivt kan forhindres og kompenseringsenhetene overfører laster mellom verktøyenheten og vaieranordningen som hovedsakelig stive legemer.

10. Anordning som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, der den første hivkompenseringsenheten (4, 5, 12) fungerer som en aktiv hivkompensator mens den andre hivkompenseringsenheten (20; 20'; 20") fungerer som en passiv hivkompensator.