NO20111605A1 - Forbedret undervannssementeringssystem med pluggutlosningsverktoy - Google Patents

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

Området for oppfinnelsen

[0001]Den foreliggende oppfinnelse angår generelt et forbedret sementerings-pluggsystem med undervannsplugg-utløsningsverktøy for offshore olje- og gass-brenner. Mer nøyaktig er den foreliggende oppfinnelse rettet mot et forbedret undervannssementerings-pluggsystem godt tilpasset for sementering av undervanns-foringsrørstrenger på dypt vann.

Beskrivelse av den relaterte teknikk

[0002]Offshore boreaktivitet fortsetter å bevege seg på dypere vann hvor dybder opptil 10000 fot nå erfares. Undervanns sementeringsplugg-utløsningsteknologi under vann ble utviklet for å adressere de grunne vanndybder på 500 fot eller mindre. Operasjonelle utfordringer slik som ikke-observering av pluggutløsnings-trykk, fritt fall hastighet av belastet kule, og manglende evne til å skrape av innvendig diameter av borerør før sementering har blitt erfart når man beveger seg inn i større vanndybder. På grunn av operasjoner på dypere vann, kan det ta lang tid for en operatør får en trykkindikasjon på at kulen har frigjort bunnsementerings-pluggen som potensielt bevirker at operatøren starter å pumpe fortrengningsfluid og sement for tidlig. I dette tilfellet er det ikke noen trykkindikasjon når bunnpluggen er utløst fordi kulen pumpes ned.

[0003]Tidligere sementeringssystemer har utnyttet skjærbolter for valgfritt å feste sementpluggene til utløsningsverktøyet. Bruken av skjærbolter tillater imidlertid potensielt sementpluggene å utløses ved ethvert differensialtrykk som overskrider en kraft over skjærboltene og potensielt utilsiktet utløser sementpluggen. Bruken av skjærbolter tillater også potensielt at den gale plugg utløses på grunn av et trykkdifferensial. Det vil være fordelaktig å tilveiebringe et system som forhindrer utilsiktet utløsning av en sementplugg.

[0004]I lys av det foregående vil det være ønskelig å tilveiebringe et undervanns sementpluggsystem som bruker en topp-plugg og en bunnplugg som tetter ved bunnen av bunnpluggen etter at sementen har blitt fortrengt inn i foringsrør-ringrommet og topp-pluggen har blitt støtet. Det vil også være ønskelig å tilveiebringe et undervanns sementsystem som forbindet topp-pluggen til en bunnplugg med en spennhylse for å forhindre den for tidlige separasjon av pluggene. Det vil videre være ønskelig å tilveiebringe et undervanns sementsystem som benyttet sementplugger med full boring som tillater en anordning, slik som en kule, å slippes gjennom pluggene som kan benyttes for å aktuere et verktøy lokalisert under sementpluggene, slik som en automatisk fylling flytende mansjett.

[0005]Den foreliggende oppfinnelse er rettet mot å overvinne, eller i det minste redusere effektene av, én eller flere av problemene fremlagt ovenfor.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

[0006]Én utførelse av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et undervanns sementeringssystem som innbefatter en utløsningsspindel posisjonert innen en foringsrørstreng. En settestreng (f.eks. en borestreng) strekker seg fra et boredekk til et borefartøy til utløsningsspindelen. En toppsementeringsplugg med i det minste en avskraper og en sentral boring er frigjørbart forbundet til utløsnings-spindelen. En bunnsementplugg med i det minste en avskraper og en sentral boring er frigjørbart forbundet til toppsementpluggen. Avskraperne til sementpluggene kan være et skumelastomer for å tillate bruken av sementpluggene på forskjellig størrelse av foringsrørstrenger. Systemet innbefatter en nedre pil som har en sentral boring gjennom pilen og én eller flere avskraperfinner. En bristdel lukker den sentrale boring til pilen i sin initielle tilstand. Bristdelen kan være enhver anordning som selektivt kan briste slik som en bristskrive eller membran som det vil forstås av en med normal fagkunnskap innen området og som har fordelen av denne omtale. Bristdelen kan være laget av et skjørt materiale slik som keramikk, glass, termoherdet plast, tøy eller til og med metall. Den nedre pil tilveiebringer en fluidbarriere mellom fluidet i settestrengen (f.eks. boreslam) og fluidet benyttet for å forskyve pilen (f.eks. et avstandsfluid eller sementslam). Den nedre pil er også tilpasset for å oppta og tette den sentrale boring av bunnsementpluggen. Pilen er utløst fra et overflateutløsningsapparat, er forskjøvet ned settestrengen og tilpasser seg i bunnsementpluggen. Deretter frigjør en første økning av trykk innen settestrengen bunnsementpluggen fra toppsementpluggen. Bunnpluggen beveger seg ned foringsrørstrengen og opptar et profil i en landingsanordning i foringsrør-strengen. Profilet kan være tilpasset for å forhindre rotasjon av bunnpluggen med hensyn til landingsanordningen. En økning i trykk innen foringsrørstrengen er benyttet for å bryte bristdelen til den nedre pil. Når bristdelen er bristet, kan sement pumpes forbi bunnpluggen, gjennom landingsanordningen, og inn i ringrommet mellom foringsrøret og borehullet. Landingsanordningen kan være en flytende mansjett, flytende sko, landingsmansjett, eller ekvivalent konstruksjon som det vil forstås av en som er normalt faglært på området.

[0007]Etter at all sementen har blitt blandet og pumpet, kan en øvre pil så utløses fra overflateutløsningsapparatet inn i systemet. I likhet med den nedre pil, innbefatter den øvre pil én eller flere finner dimensjonert for å skrape innsidediame-teren til settestrengen. Den øvre pil virker som en fluidbarriere mellom sement-slammen og forlengingsfluidet (f.eks. boreslam, avstandsstykke eller en salt-oppløsning). Den øvre pil innbefatter også en sentral boring og en indre tetningsdel selektivt holdt innen den sentrale boring. Den øvre pil er tilpasset for å oppta og tette den sentrale boring til den øvre sementplugg. Etter å ha opptatt toppsementpluggen, frigjør en forhåndsvalgt økning i trykk innen settestrengen toppsementpluggen og øvre pil fra utløsningsspindelen. Topp-pluggen med den øvre pilen beveger seg ned foringsrørstrengen og opptar et profil i bunnpluggen. Profilet kan være tilpasset for å forhindre rotasjon av topp-pluggen med hensyn til bunnpluggen. En økning i trykk innen foringsrørstrengen frigjør den indre tetningsdel fra den sentrale boring til den øvre pil. Den indre tetningsdel er tilpasset for å tette den sentrale boring av bunnsementpluggen eller boringen til landingsanordningen.

[0008]Som omtalt ovenfor er toppsementpluggen og bunnsementpluggen frigjørbart forbundet i setteposisjonen. En spennhylse er fortrinnsvis benyttet for frigjørbart å forbinde pluggene. Den første økning i trykk påført den nedre pil beveger en flyttbar hylse som frigjør spennhylsen fra én av pluggene. Likeledes kan en spennhylse benyttes for å forbinde toppsementpluggen til undervanns-utløsningsspindelen. En påfølgende økning i trykk anvendt på den øvre pilen flytter en skjærbart forbundet frigjøringshylse til å frigjøre spennhylsen som forbinder topp-pluggen til undervanns-utløsningsspindelen.

[0009]Én utførelse er rettet mot en fremgangsmåte for sementering av en undervanns-foringsrørstreng som innbefatter posisjonering av en utløsnings-spindel inn i foringsrørstrengen, hvori en topp-plugg med en sentral boring og i det minste en avskraper er frigjørbart forbundet til utløsningsspindelen. En bunnplugg med en sentral boring og i det minste en avskraper er frigjørbart forbundet til topp- pluggen. Fremgangsmåten innbefatter frigjøring av en første pil inn i en settestreng som strekker seg fra et boredekk til undervanns-utløsningsspindelen. Den første pil er tilpasset for tettende å oppta den sentrale boring av bunnpluggen. Fremgangsmåten innbefatter videre pumping av sement inn i settestrengen, landing av den nedre pil i bunnpluggen, og økning av trykket innen settestrengen til et første valgt trykk, hvori bunnpluggen er frigjort fra topp-pluggen. Den kombinerte nedre pil og bunnpluggen danner en bevegbar fluidbarriere i forings-rørstrengen mellom sementen bak pluggen og brønnboringsfluidet foran pluggen.

[0010]Den foretrukne fremgangsmåte innbefatter landing av bunnpluggen innen et profil i en landingsanordning i foringsrørstrengen og økning av trykket innen foringsrørstrengen til et andre valgt trykk, hvori det andre valgte trykk bryter en bristedel innen en sentral boring av den første pil og tillater sement å strømme forbi den landede bunnplugg og inn i ringrommet omkring foringsrøret. En andre pil kan så utløses i settestrengen og et andre fluid er så pumpet inn i settestrengen bak pilen for å forskyve pilen og sementslammet til topp-pluggen. Den andre pil er tilpasset for tettende å oppta den sentrale boring av topp-pluggen.

[0011]En økning i trykk innen settestrengen frigjør topp-pluggen fra utløsnings-spindelen. Den øvre pil og topp-pluggen danner sammen en bevegbar fluidbarriere for å forskyve sementen i foringsrørstrengen. Den foretrukne fremgangsmåte innbefatter landing av topp-pluggen innen et profil i bunnpluggen og økning av trykket innen foringsrørstrengen til et valgt trykk for å utløse en indre tetningsdel fra den øvre pil. Den indre tetningsdel er tilpasset for å tette den sentrale boring av bunnpluggen eller landingsanordningen.

[0012]I en foretrukket utførelse kan det første valgte trykk påført settestrengen bevirke at den første pil beveger en hylse innen bunnpluggen og frigjør en spennhylse som holder bunnpluggen til topp-pluggen. Det andre valgte trykk påført settestrengen kan briste bristedelen innen en sentral boring av den første pil. Det tredje valgte trykk påført settestrengen kan bevirke at den andre pil beveger en hylse innen topp-pluggen og frigjør en spennhylse som holder topp-pluggen til utløsningsspindelen. Det fjerde valgte trykk påført foringsrørstrengen kan skjære en skjærbar anordning på den øvre pil for å frigjøre den indre tetningsdel.

[0013]En annen utførelse er rettet mot et system for sementering av en undervanns-foringsrørstreng som innbefatter en første avskraperplugg med en sentral boring, første avskraperplugg er frigjørbart forbundet til en utløserspindel og en andre avskraperplugg haren sentral boring, den andre avskraperplugg er frigjør-bart forbundet under den første avskraperplugg. De sentrale boringer til avskraperne tillater en anordning, slik som en kule, å slippes gjennom avskraperpluggene for å aktuere et verktøy lokalisert under begge avskraperplugger.

[0014]Systemet omfatter videre en første pil med en bristedel, hvori den første pil er tilpasset for å tette den sentrale boring av den nedre avskraperplugg. Etter at den første pil lander i den nedre plugg, frigjør en økning i trykk innen settestrengen den nedre avskraperplugg fra den øvre avskraperplugg og en påfølgende økning i trykk i foringsrørstrengen bryter bristedelen til den første pil og tillater fluid å strømme forbi den nedre avskraperplugg. En andre pil er tilpasset for å tette den sentrale boring av den øvre avskraperplugg. En økning i trykk innen settestrengen, påført etter at den andre pil lander i den øvre plugg, frigjør den øvre avskraperplugg fra utløsningsspindelen. Systemet innbefatter et tetningselement frigjørbart forbundet til den andre pil, tetningselementet er tilpasset for å tette den sentrale boring av den nedre avskraperplugg eller landingsanordningen. Tetningselementet er frigjort fra den andre pil ved en forhåndsvalgt økning i trykk innen foringsrør-strengen og tetter den sentrale boring av den nedre avskraperplugg.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0015]Figur 1 viser et delvis tverrsnittsriss av planløsningen for én utførelse av et undervanns-sementsystem.

[0016]Figur 2 viser et delvis tverrsnitt av komponentene til én utførelse av et undervanns-sementsystem før utløsning av den første pil.

[0017]Figur 3 viser et delvis tverrsnittsriss av den første pil som tetter den sentrale boring av bunnpluggen til undervanns-sementsystemet før frigjøringen av bunnpluggen fra topp-pluggen.

[0018]Figur 4 viser et nærriss av den første pil som flytter en frigjøringshylse for å frigjøre bunnpluggen fra topp-pluggen.

[0019]Figur 5 viser et delvis tverrsnittsriss av bunnpluggen landet i den flytende mansjett.

[0020]Figur 6 viser et nærriss av en brukket bristskive i den første pil som tillater sement og strømme forbi bunnpluggen.

[0021]Figur 7 viser et delvis tverrsnittsriss av den andre pil som tetter den sentrale boring av topp-pluggen før frigjøring av topp-pluggen fra utløsningsspindelen.

[0022]Figur 8 viser et nærriss av den andre pil som flytter en frigjøringshylse for å frigjøre topp-pluggen fra utløsningsspindelen.

[0023]Figur 9 viser et delvis tverrsnitsriss av topp-pluggen landet i bunnpluggen i foringsrørstrengen.

[0024]Figur 10 viser et nærriss av den andre pil som tvinges mot spennhylsen til bunnpluggen.

[0025]Figur 11 viser et delvis tverrsnittsriss av den sentrale boring av bunnpluggen avtettet ved en indre tetningsdel frigjort fra den andre pil.

[0026]Figur 12 viser et nærriss av den andre pil etter at holderingen har blitt skåret av spennhylsen til bunnpluggen.

[0027]Figur 13 viser et nærriss av den indre tetningsdel som tetter den sentrale boring av bunnpluggen.

[0028]Figur 14 viser et tverrsnittsriss av en utførelse av en topp-pil som innbefatter en indre tetningsspindel.

[0029]Figur 15 viser et tverrsnittsriss av en utførelse av en bunnpil med et øvre parti utformet for å frigjøre den indre tetningsspindel fra topp-pilen i fig. 14.

[0030]Figur 16 viser et tverrsnittsriss av en topp-plugg landet i en bunnplugg med topp-pilen og bunnpilen i fig. 14 og 15.

[0031]Idet oppfinnelsen er mottakelig for forskjellige modifikasjoner og alternative former, har spesifikke utførelser blitt vist ved hjelp av eksempel i tegningene og vil beskrives i detalj heri. Det skal imidlertid forstås at oppfinnelsen ikke er ment å begrenses til de spesielle former som omtalt. Isteden er intensjonen å dekke alle modifikasjoner, ekvivalenter og alternativer som faller innen ideen og omfanget av oppfinnelsen som definert i de vedføyde krav.

BESKRIVELSE AV ILLUSTRATIVE UTFØRELSER

[0032]Illustrative utførelser av oppfinnelsen er beskrevet nedenfor slik som de kan anvendes i et undervanns-sementsystem. For klarhets skyld er ikke alle egen-skaper for en virkelig implementasjon beskrevet i denne beskrivelse. Det vil selv- følgelig forstås at i utviklingen av enhver slik virkelig utførelse, må mange implementasjonsspesifikke avgjørelser gjøres for å oppnå utviklerens spesielle målsetning, slik som overensstemmelse med systemrelaterte og forretnings-relaterte begrensninger, som vil variere fra en implementasjon til en annen. Dessuten vil det verdsettes at en slik utviklingsanstrengelse kan være kompleks og tidkrevende, men vil ikke desto mindre være et rutineforetakende for de som er normalt faglært på området og som har fordelen av denne beskrivelse.

[0033]Ytterligere aspekter og fordeler med de forskjellige utførelser av oppfinnelsen vil komme frem ved å betrakte den følgende beskrivelse og tegninger.

[0034]Figur 1 viser et delvis tverrsnittsriss av én utførelse av et undervanns-sementeringssystem. Dette system innbefatter et sementeringshode 40, slik som toppdrevet sementeringshode vist i fig. 1 opphengt fra masten til et offshore borefartøy (ikke vist). Sementeringshodet 40 rommer topp-pil 200 og bunnpil 100. Holdemekanisme 150 sørger for den valgte frigjøring av piler 100 og 200. Sementeringshodet kan være tilpasset for å forbindes til toppdriften av bore-fartøyet. Borefluider og/eller kompletteringsfluider kan være fremskaffet til systemet gjennom sementeringshodet. Forbindelser 45 sørger for fartøyets sementeringsenhetsadkomst til toppdriftshodet.

[0035]Settestreng 45 strekker seg fra den nedre ende av toppdriftshodet. Settestrengen, som typisk består av borerør, strekker seg fra boredekket 50 til foringsrørhengeren 60 tilstøtende sjøbunnen 70. Som vist i fig. 1 strekker forings-rørstreng 10 seg fra henger 60 inn i brønnboringen. Den distale ende av forings-rørstrengen 10 innbefatter en landingsanordning som omfatteren flottørmansjett 500 og flottørsko 600. Flottørmansjetten 500 innbefatter en enveis reguleringsventil 510 som tillater fluidstrømning ned gjennom foringsrørstrengen og ut fluidpassasjer 610 til flottørsko 600, men forhindrer fluidstrømning fra å strømme tilbake inn i foringsrørstrengen fra ringrommet 30 mellom foringsrørstreng 10 og borehull 20. Selv om det ikke er vist, kan flottørsko 600 også innbefatte en enveis reguleringsventil. I en alternativ utførelse er kun en flottørsko med en enveis kontrollventil benyttet i foringsrørstrengen og sementpluggene lander på toppen av skoen. I denne utførelse kan flottørskoen innbefatte et profil for å motta en forlengelse på bunnpluggen for å forhindre rotasjon mellom pluggen og skoen ved påfølgende utboring. Landingsanordninger slik som flottørmansjetter, flottørsko og landingsmansjetter er velkjent innen fagområdet.

[0036]Et parti av settestreng 55 strekker seg forbi foringsrørhenger 60 inn i foringsrørstreng 10. Settestrengen kan innbefatte en ringromsfrigjøringsventil 80 og svivel 90, som kan benyttes for å frigjøre akkumulert trykk bygd opp i ringrommet over topp-pluggen under innkjøring i og sirkulasjon før sementeringsoperasjoner. Den nedre ende av settestreng 55 er forbundet til utløsningsspindel 95. Frigjørbart forbundet til utløsningsspindel 95 er topp-plugg 300. Frigjørbart forbundet til topp-plugg 300 er bunnplugg 400. Som forklart i mer detalj nedenfor, har både topp-plugg 300 og bunnplugg 400 sentrale boringer som er i fluid-kommunikasjon med settestreng 55.

[0037]Figur 2 illustrerer et delvis tverrsnittsriss av komponenten til én utførelse av et undervanns-sementeringssystem før utløsning av den første pil. Øvre pil 200 innbefatter sentral boring 215 og én eller flere elastomeravskraperfinner 205. Avskraperfinnene er fleksible av natur. Avskraperfinner 205 er dimensjonert for å skrape den indre diameter av settestreng 55, og derved tilveiebringe en bevegbar fluidbarriere for settestrengen. Øvre pil 200 innbefatter en indre tetningsdel 220 som er frigjørbart montert i sentral boring 215. Nesen til den øvre pil 200 innbefatter holdering 225.

[0038]Nedre pil 100 innbefatter sentral boring 115 og en bristedel 110, heretter referert til som en bristeskive. Nedre pil 100 innbefatter én eller flere elastomeravskraperfinner 105 som er dimensjonert for å skrape den indre diameter av settestreng 55.1 likhet med den øvre pil 200, tilveiebringer nedre pil 100 en bevegbar fluidbarriere for settestrengen 55.

[0039] Topp-plugg 300 er frigjørbart festet til utløserspindelen 95 via spennhylse 360 vist i fig. 7 og 8. Topp-plugg 300 innbefatter én eller flere avskraperfinner 350 for å skrape den indre diameter av foringsrør 10. Topp-plugg 300 innbefatter indre hylse 310, som er glidbart montert til den indre diameter av pluggen og som støtter flertallet av spennhylsefingre som strekker seg fra spennhylse 360. Den nedre ende av hylse 310 innbefatter skulder 305, og skulderen har en utvendig fordyp-ning for en ringformet tetning for å tette rommet mellom hylsen og den innvendige boring av topp-plugg 300. Kilespor 340 strekker seg fra den nedre ende av topp-pluggen. Kilespor 340 innbefatter innvendig skulder 365 som vist i fig. 5.

[0040]Bunnplugg 400 innbefatter én eller flere avskraperfinner 450, som i likhet med finner 350, er dimensjonert for å skrape av den innvendige diameter av foringsrørstrengen 10. Den distale ende av plugg 400 inkluderer anti-rotasjons-anordning 440. Bunnplugg 400 er frigjørbar forbundet til skulder 365 (vist i fig. 5) til topp-plugg 300 via spennhylse 460. Spennhylse 460 innbefatter et flertall av spennhylsefingre som avslutter ved skulder 465. Spennhylse 460 er opplagret av innvendige hylse 410 som er glidbart montert i den indre boring av plugg 400. Den øvre ende av hylse 410 innbefatter skulder 405 som, som vist i fig. 2-4, støter mot skulder 465 på fingrene til spennhylse 460. Hylse 410 innbefatter også sperrering 430 og ringformet tetning 420. Tetning 420 tetter det ringformet rom mellom hylse 410 og den innvendige boring av bunnplugg 400.

[0041]Når foringsrør 10 har blitt kjørt inn i brønnboringen til den ønskelige lokalisering, er det vanlig praksis å sirkulere og vedlikeholde boreslammet i borehull 20. Når boreslammet har blitt riktig behandlet, er sementblanding startet opp. Sementslammet er pumpet til toppdriftshodet 40 gjennom forbindelse 45. Nedre pil 100 er sluppet og forskjøvet ned settestrengen foran sementslammet. Et avstandsfluid kan fortrenges foran sementen for å virke som en buffer mellom sementen og boreslammet. Nedre pil 100 virker som en fluidbarriere i settestrengen 55 mellom sementslammet og boreslammet eller avstandsstykket foran pilen 100. Den nedre pil 100 er forskjøvet ned settestrengen 55 og inn i utløser-spindel 95 inntil den er landet på frigjøringshylse 410 som vist i fig. 3 og 4. Figur 3 og 4 viser den nedre pil 100 som tetter den sentrale boring av bunnplugg 400 før frigjøringen av bunnpluggen fra den øvre plugg. Når den nedre pil lander i frigjøringshylse 410, er trykk på innsiden av settestrengen økt inntil differensialtrykket virker over den nedre pil som bevirker hylsen 410 å gli nedover i forhold til spennhylsen 460. Når frigjøringshylse 410 glir nedover, er spennhylsefingrene til spennhylse 460 ikke lenger støttet og kan således bøye seg radialt innover, og derved frigjøre skulder 465 fra skulder 365 (vist i fig. 5) til topp-plugg 300. Når dette oppstår er bunnpluggen 400 frigjort og den kombinerte nedre pil og bunnpluggen er forskjøvet ned foringsrørstrengen. Den kombinerte nedre pil 100 og bunnpluggen 400 kombineres for å tilveiebringe en bevegbar fluidbarriere for foringsrørstrengen 10.

[0042]Figur 5 illustrerer bunnpluggen 400 frigjort fra topp-pluggen 300 og landet på flottørmansjetten 500. Den nedre pil 100 og hylse 410 har landet på bunnsetet 412 til bunnpluggen 400 som vist i fig. 5 og 6.1 en foretrukket utførelse lander anti-rotasjonsanordningen 440 (vist i fig. 3) i et sampassende profil i flottørmansjett 500 for å forhindre relativ rotasjon mellom bunnplugg 400 og flottørmansjetten 500 under utboring. Når bunnpluggen 400 har landet på flottørmansjetten 500, vil en forhåndsvalgt økning i trykk på innsiden av foringsrørstrengen 10 briste den skjøre bristeskiven 110 og derved tilveiebringe fluidpassasje for sementslammet gjennom boring 115 til den nedre pil 100. Figurer 5 og 6 illustrerer den skjøre bristeskive 110 som bristes. Sementslammet vil fortsette gjennom bunnpluggen 400, gjennom flottørmansjett 500, gjennom flottørsko 600 og ut inn i ringrom 30.

[0043]Etter at det ønskede volum av sement har blitt blandet og pumpet til toppdriftshodet, er holdemekanisme 150 aktuert for å slippe topp-pilen 200 inn i settestrengen 55. Topp-pilen 200 er forskjøvet gjennom settestrengen 55 ved et forskyvningsfluid som kan være et avstandsstykke, boreslam, saltoppløsning eller annet fluid eller kombinasjon derav. Topp-pilen 200 virker som en bevegbar fluidbarriere på innsiden av settestrengen 55. Topp-pil 200 er forskjøvet ned settestrengen 55 inntil den lander på topp-plugg frigjøringshylsen 310 som vist i fig. 7 og 8. Topp-pilen 200 vil lande på innvendig skulder 305 til frigjøringshylse 310. Trykket på innsiden av arbeidsstrengen 55 vil økes inntil differensialtrykket over topp-pilen 200 skjærer én eller flere skjæranordninger som holder frigjøringshylse 310 på plass. Ved hjelp av eksempel kan skjæranordningen være én av flere skjærbolter 307 som strekker seg gjennom spennhylse 360. Når frigjøringshylse 310 er flyttet nedover i forhold til spennhylse 360, beveger opplagringsskulder 305 seg forbi enden av spennhylsefingrene 362 (som vist i fig. 9) som strekker seg fra spennhylse 360. Spennhylsefingrene 362 kan så radialt kollapse og derved frigjøre topp-pluggen 300 fra utløsningsspindelen 95.

[0044]Topp-plugg 300 og øvre pil 200 er forskjøvet sammen ned foringsrør-strengen 10 som forskyver den bakre ende av sementslammet ned foringsrør 10. Topp-pluggen 300 og øvre pil 200 kombineres for å tilveiebringe en bevegbar fluidbarriere for foringsrøret 10. Som vist i fig. 9, lander topp-pluggen 300 i bunnplugg 400, med nesen til den øvre pil 200 som lander på skulderen 465 til bunnpluggspennhylse 460 som vist i fig. 9 og 10. En økning i trykk vil være åpenbar ved overflaten som vil tilveiebringe en indikasjon om at pluggen 300 har nådd bunnpluggen 400/flottørmansjetten 500 (dvs. topp-pluggen 300 har blitt støtet). Figur 10 viser den øvre pil 200 tvunget mot skulderen 465 til spennhylse 460. Figur 10 illustrerer også den indre tetningsdel 220 og holdering 225.

[0045]Trykket på innsiden av foringsrørstrengen 10 er økt inntil trykket over den indre tetningsdel 220 skjærer holderingen 225 og tillater tetningsdel 220 å forskyves ut av den øvre pil 200 og ned til bunnpluggen 400, som illustrert i fig. 11-13. Figur 12 illustrerer holdering 225 etter at den har blitt skåret. Tetningsdel 220 lander på den indre pils indre sete som vist i fig. 11 og 13. Landing av den indre tetningsdel 220 og bunnpluggen 400 tilveiebringer en forbedret tetning og øker kollapsmotstand i forhold til tidligere kjente undervanns-sementeringsplugger. Den indre tetningsdel 220 tilveiebringer en tetning så nær som mulig til flottørman-sjetten eller på flottørmansjetten ved slutten av sementeringsoperasjonene, som kan tilveiebringe mye høyere foringsrørtrykkegenskaper. Lokaliseringen av den indre tetningsdel 220 hjelper til med å forhindre at sementeringspluggene og komponentene utsettes for differensialtrykk, som kan indusere ringspenninger og kompresjonsbelastninger. Tidligere tetningsdeler lokalisert ved toppen av topp-pluggen kan kollapse eller bli knust når utsatt for høye trykk i dypvanns sementeringsoperasjoner. Når topp-plugg 300 lander på bunnplugg 400, opptar kilespor 340 (vist i fig. 5) det øvre anti-rotasjonsprofil 470 (som vist i fig. 5) på bunnplugg 400. Inngrepet av kilespor 340 med anti-rotasjonsprofilet 370 forhindrer rotasjon av topp-plugg 300 i forhold til bunnplugg 400 under påfølgende utboring av pluggene og flottørutstyr.

[0046]Figur 14 illustrerer et tverrsnittsriss av én utførelse av en øvre pil 200 som kan benyttes i en undervanns-sementeringssystem. Den øvre pil 200 innbefatter

en sentral boring 215 (vist i fig. 16), og én eller flere elastomeravskraperfinner 205. Avskraperfinnene har en fleksibel natur. Avskraperfinner 205 er dimensjonert for å skrape den indre diameter av settestreng 55, og derved tilveiebringe en bevegbar fluidbarriere for settestrengen. Den øvre pil 200 innbefatter en indre tetningsspindel 230 som er frigjørbart montert i sentral boring 215 til øvre pil 200. Den indre tetningsspindel 230 innbefatter et tetningselement 260 som tilveiebringer en tetning når tetningsspindelen 230 opptar den sentrale boring 115 til den nedre pil 100, som omtalt i mer detalj nedenfor. Den indre tetningsspindel 230 kan

innbefatte en låsemekanisme 270 for å holde den indre tetningsspindel 230 i posisjon etter at den har opptatt den sentrale boring 115 til den nedre pil 100. Lokaliseringen, antallet og utformingen av tetningselement 260 og låseinn-retningen er kun for illustrative formål og kan varieres innen ideen og omfanget som vil forstås av en som er normalt faglært på området og som har fordelen av denne omtale. En spennhylse 240 er benyttet for selektivt å holde den indre tetningsspindel 230 innen den sentrale boring 215 til den øvre pilen. En frigjørings-hylse 250 kan flyttes for å bevirke at spennhylsen 240 frigjør den indre tetningsspindel 230 ved inngrep med den nedre pil 100.

[0047]Figur 15 illustrerer et tverrsnittsriss av én utførelse av en nedre pil 100 som kan benyttes i forbindelse med den øvre pil 200 i fig. 14. Den nedre pil 100 innbefatter sentral boring 115 og bristedel 110. Den nedre pil 100 innbefatter også én eller flere elastomeravskraperfinner 105 som er dimensjonert for å skrape den indre diameteren av settestreng 55.1 likhet med øvre pil 200, tilveiebringer nedre pil 100 en bevegbar fluidbarriere for settestrengen 55. Den nedre pil 100 innbefatter et øvre parti 120 som er utformet for å aktuere frigjøringshylsen 250 når den øvre pil 200 opptar den nedre pil 100. Aktueringen av frigjøringshylsen 250 sørger for frigjøringen av den indre tetningsspindel 230 fra spennhylsen 240 til den øvre pil 200.

[0048]Figur 16 viser et tverrsnittsriss av den indre tetningsspindel 230 landet innen den sentrale boring 115 til den nedre pil 100. Topp-pluggen 300 har landet på bunnpluggen 400, som omtalt ovenfor, og opptar de øvre partier 120 til den nedre pil 100 med en øvre pil 200 som bevirker aktueringen av frigjøringshylsen 250 og som frigjør den indre tetningsspindel 230 fra spennhylsen 240. Låsemekanismen 270 til den indre tetningsspindel 230 opptar et parti av den nedre pil 100, som kan forhindre uønsket opphullsbevegelse av den indre tetnings-mekanisme 230 på grunn av en underbalansert brønntilstand. Låsemekanismen 270 kan være en fjærbelastet låseklo eller forskjellige låsemekanismer som det vil forstås av en som er normalt faglært på området. Tetningselementet 260 opptar et parti av den nedre pil 100 i den sentrale boring 115 for å tilveiebringe en tetning som forhindrer strømning gjennom topp- og bunnpluggen 300 og 400. Tetningselementet 260 til den indre tetningsspindel 230 tilveiebringer en tetning så nær som mulig til flottørmansjetten eller på mansjetten ved slutten av sementerings operasjonene, som kan tilveiebringe mye høyere foringsrørtrykkegenskaper. Lokaliseringen av tetningsdelen 260 hjelper til med å forhindre at sementpluggene og komponentene utsettes for differensialtrykk, som kan indusere ringspenninger og kompresjonsbelastninger. Tidligere tetningsdeler lokalisert ved toppen av topp-pluggen kan kollapse eller bli knust når de utsettes for høyt trykk i dypvanns sementeringsoperasjoner.

[0049] Selv om forskjellige utførelser har blitt vist og beskrevet, er oppfinnelsen ikke således begrenset og den skal forstås til å innbefatte alle slike modifikasjoner og variasjoner som vil være åpenbar for én som er faglært på området.

Claims (30)

1. Undervanns-sementeringssystem, karakterisert vedat systemet omfatter: en utløsningsspindel posisjonert innen en foringsrørstreng; en topp-plugg med i det minste én avskraper og en sentral boring, topp-pluggen er frigjørbart forbundet til utløserspindelen; en bunnplugg med i det minste én avskraper og en sentral boring, bunnpluggen er frigjørbart forbundet til topp-pluggen; en nedre pil som innbefatter en sentral boring som er selektivt lukket av en bristedel, hvori den nedre pil er tilpasset for å oppta og tette den sentrale boring av bunnpluggen, hvori en første økning i trykk frigjør bunnpluggen og pilen fra topp-pluggen, bunnpluggen og den nedre pil danner kollektivt en bevegbar fluidbarriere i foringsrørstrengen, hvori bunnpluggen er tilpasset for å lande på en landingsanordning i foringsrørstrengen og en andre økning i trykk bryter bristskiven; en øvre pil innbefattende en sentral boring og en indre tetningsdel selektivt holdt innen den sentrale boring til den øvre pil, hvori den øvre pil er tilpasset for å oppta og tette den sentrale boring av topp-pluggen, hvori en tredje økning i trykk frigjør topp-pluggen og den øvre pil fra utløsningsspindelen, topp-pluggen og den øvre pil former kollektivt en bevegbar fruidbarriere i foringsrørstrengen, hvori topp-pluggen er tilpasset for å lande på bunnpluggen og en fjerde økning i trykk frigjør den indre tetningsdel fra den sentrale boring av den øvre pil; og hvori den frigjorte indre tetningsdel er tilpasset for å tette den sentrale boring av bunnpluggen.

2. System ifølge krav 1, karakterisert vedaten nedre spennhylse forbinder frigjørbart bunnpluggen til topp-pluggen.

3. System ifølge krav 2, karakterisert vedat den første økning i trykk flytter en bevegbar hylse og derved frigjør spennhylsen bunnpluggen.

4. System ifølge krav 1, karakterisert vedaten øvre spennhylse forbinder frigjørbart topp-pluggen til utløsningsspindelen.

5. System ifølge krav 4, karakterisert vedat den tredje økning i trykk skjærer en skjærbar anordning som holder en bevegbar hylse, og videre flytter hylsen og derved frigjør spennhylsen til den øvre plugg.

6. System ifølge krav 1, karakterisert vedat et profil på landingsanordningen passer sammen med et første profil på bunnpluggen for å forhindre rotasjon av bunnpluggen med hensyn til landingsanordningen.

7. System ifølge krav 1, karakterisert vedat et andre profil på bunnpluggen passer sammen med et profil på topp-pluggen for å forhindre rotasjon av topp-pluggen med hensyn til bunnpluggen.

8. System ifølge krav 1, karakterisert vedat bristedelen omfatter keramikk, glass, varmeherdet plast, tøy eller skjørt metall.

9. System ifølge krav 1, karakterisert vedat den i det minste ene avskraper til bunnpluggen er et skumelastomer.

10. Fremgangsmåte for sementering av en undervanns-foringsrørstreng,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter: posisjonering av en utløsningsspindel i foringsrørstrengen, en topp-plugg med en sentral boring og i det minste én avskraper, topp-pluggen forbindes frigjørbart til utløsningsspindelen, og en bunnplugg med en sentral boring og i det minste én avskraper, bunnpluggen forbindes frigjørbart til topp-pluggen; utløsning av en første pil og forskyvning av pilen til utløsningsspindelen, hvori den første pil er tilpasset for tettende å oppta den sentrale boring til bunnpluggen; økning av trykket til et første valgt trykk, hvori bunnpluggen frigjøres fra topp-pluggen; forskyvning av den kombinerte plugg og første pil ned foringsrørstrengen; landing av bunnpluggen og den første pil på en landingsanordning i foringsrørstrengen; økning av trykket innen foringsrørstrengen til et andre valgt trykk, hvori en bristedel innen en sentral boring av den første pil bryter og tillater sement å strømme gjennom bunnpluggen; utløsning av en andre pil og forskyvning av den andre pil til utløsnings-spindelen, hvori den andre pil er tilpasset for tettende å oppta den sentrale boring av topp-pluggen; økning av trykket til et tredje valgt trykk, hvori topp-pluggen frigjøres fra utløsningsspindelen; forskyvning av den kombinerte topp-plugg og den andre pil ned forings-rørstrengen; landing av topp-pluggen på bunnpluggen; økning av trykket innen foringsrørstrengen til et fjerde valgt trykk for å frigjøre en indre tetningsdel fra den andre pilen, den indre tetningsdel lander i og tetter den sentrale boring til bunnpluggen.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert vedat den videre omfatter tilveiebringing av et profil i landingsanordningen, profilet tilpasses for å passe sammen med et første profil på bunnpluggen og derved forhindre rotasjon av bunnpluggen med hensyn til landingsanordningen.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert vedat den videre omfatter tilveiebringing av et andre profil til den nedre plugg for å passe sammen med et profil på topp-pluggen og derved forhindre rotasjon av topp-pluggen med hensyn til bunnpluggen.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert vedat den videre omfatter frigjørbar forbinding av bunnpluggen til topp-pluggen med en nedre spennhylse.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, karakterisert vedat det første valgte trykk på den første pil flytter en hylse som tillater den nedre spennhylse å frigjøre bunnpluggen fra topp-pluggen.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert vedaten øvre spennhylse forbinder topp-pluggen til utløsningsspindelen.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert vedat det tredje valgte trykk på den andre pil beveger en hylse og tillater den øvre spennhylse å frigjøre topp-pluggen fra utløsnings-spindelen.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert vedat det fjerde valgte trykk skjærer en skjærbar anordning på den andre pil for å frigjøre den indre tetningsdel.

18. System for sementering av en undervanns-foringsrørstreng,karakterisert vedat systemet omfatter: en første avskraperplugg med en sentral boring er frigjørbart forbundet til en utløsningsspindel; en andre avskraperplugg med en sentral boring, den andre avskraperplugg er frigjørbart forbundet til den første avskraperplugg, hvori de sentrale boringer til avskraperpluggene tillater en anordning og slippes gjennom avskraperpluggene for å aktuere et verktøy lokalisert under begge avskraperpluggene; en første pil med en bristedel, den første pil er tilpasset for å tette den sentrale boring av den andre avskraperplugg, hvori en økning i trykk etter at den første pil lander i og tetter den sentrale boring av den andre avskraperplugg frigjør den andre avskraperplugg fra den første avskraperplugg og en påfølgende økning i trykk i foringsrørstrengen bryter bristedelen til den første pil og tillater fluid å strømme gjennom den andre avskraperplugg; en andre pil tilpasset for å tette den sentrale boring av den første avskraperplugg, hvori en økning i trykk etter at den andre pil lander i og tetter den sentrale boring til en første avskraperplugg frigjør den første avskraperplugg fra utløsnings-spindelen; og et tetningselement frigjørbart forbundet til en andre pil, hvori tetningselementet er selektivt frigjort fra den andre pil for å tette den sentrale boring til den andre avskraperplugg.

19. System ifølge krav 18, karakterisert vedaten spennhylse forbinder den første plugg til den andre plugg.

20 .System ifølge krav 19, karakterisert vedat den første pil beveger en hylse og tillater spennhylsen å frigjøre den andre plugg fra den første plugg.

21. System ifølge krav 18, karakterisert vedaten spennhylse forbinder den første plugg til utløsningsspindelen.

22. System ifølge krav 21, karakterisert vedat den andre pil beveger en hylse og tillater spennhylsen å frigjøre den første plugg fra utløsningsspindelen.

23. System ifølge 1, karakterisert vedat landingsanordningen er en flottørmansjett, flottørsko eller landingsmansjett.

24. System ifølge krav 18, karakterisert vedat tetningselementet er selektivt frigjort ved en forhåndsvalgt økning i trykk innen foringsrørstrengen.

25. System ifølge krav 18, karakterisert vedaten spennhylse selektivt forbinder tetningselementet til den andre pil.

26. System ifølge krav 25, karakterisert vedat det videre omfatter en bevegbar frigjøringshylse forbundet til den andre pil, hvori inngrep av den andre pil med den første pil aktuerer frigjøringshylsen for å frigjøre tetningselementet fra spennhylsen.

27. System ifølge krav 18, karakterisert vedat tetningselementet omfatter en spindel med i det minste ett tetningselement og en låsemekanisme.

28. Pilsystem for utløsning av undervanns sementplugger for å sementere en unvervanns-foringsrørstreng, karakterisert vedat pilsystemetomfatter: en nedre pil med en aksial boring, i det minste én elastomeravskraper, og en bristedel som selektivt lukker aksialboring, den nedre pil er tilpasset for å tette en sentral boring av en avskraperplugg; en øvre pil med en aksial boring, i det minste én elastomeravskraper, og en tetningsspindel med i det minste ett tetningselement, tetningsspindelen er selektivt holdt i den aksiale boring, den øvre pil er tilpasset for å oppta et øvre parti av den nedre pil; hvori det øvre parti av den nedre pil er tilpasset for å frigjøre tetningsspindelen fra den øvre pil når opptatt av den andre pil; og hvori den frigjorte tetningspindel tilveiebringer en tetning innen den aksiale boring til den nedre pil eller innen en boring av en landingsanordning.

29. Pilsystem ifølge krav 28, karakterisert vedat den øvre pil ytterligere omfatter en spennhylse som selektivt holder tetningsspindelen innen den aksiale til den øvre pil.

30. Pilsystem ifølge krav 29, karakterisert vedat den øvre pil ytterligere omfatter en bevegbar frigjøringshylse som opptar spennhylsen for å frigjøre tetningsspindelen fra den aksiale boring til den øvre pil.