NO20120417A1 - Undersjoisk styresystem med utskiftbar mandrel - Google Patents

Undersjoisk styresystem med utskiftbar mandrel Download PDF

Info

Publication number
NO20120417A1
NO20120417A1 NO20120417A NO20120417A NO20120417A1 NO 20120417 A1 NO20120417 A1 NO 20120417A1 NO 20120417 A NO20120417 A NO 20120417A NO 20120417 A NO20120417 A NO 20120417A NO 20120417 A1 NO20120417 A1 NO 20120417A1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
underwater
subsea
control
test tree
pressure
Prior art date
Application number
NO20120417A
Other languages
English (en)
Inventor
Tauna Leonardi
Joseph D Scranton
John Skaggs
John Yarnold
John Kerr
Original Assignee
Schlumberger Technology Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schlumberger Technology Bv filed Critical Schlumberger Technology Bv
Publication of NO20120417A1 publication Critical patent/NO20120417A1/no

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/02Valve arrangements for boreholes or wells in well heads
    • E21B34/04Valve arrangements for boreholes or wells in well heads in underwater well heads
    • E21B34/045Valve arrangements for boreholes or wells in well heads in underwater well heads adapted to be lowered on a tubular string into position within a blow-out preventer stack, e.g. so-called test trees
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02Surface sealing or packing
    • E21B33/03Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/035Well heads; Setting-up thereof specially adapted for underwater installations
    • E21B33/0355Control systems, e.g. hydraulic, pneumatic, electric, acoustic, for submerged well heads

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

En teknikk muliggjør beskyttelse av undervannsbrønner. Teknikken anvender et undervanns testtre utformet for å sikre kontroll over brønnen i en rekke forskjellige situasjoner. Undervanns-testtreet er utført med minst en stengeventil for å beskytte mot uønsket frigjøring av fluider fra undervanns-testtreet. Undervanns-testtreet er også koblet til og styrt av et styresystem med en undersjøisk styremodul anordnet på en indre stamme.

Description

KRYSSREFERANSE TIL BESLEKTET SØKNAD
[0001] Det foreliggende dokumentet er basert på og tar prioritet fra US-søknaden 12/878,132, innlevert 9. september 2010, som tar prioritet fra den ugranskede US-søknaden 61/248,043, innlevert 2. oktober 2009.
BAKGRUNN
[0002] En rekke forskjellige undersjøiske styresystemer blir anvendt for å styre undervannsbrønner, for eksempel under nødavstengninger. Avhengig av miljøet i og beliggenheten til en gitt undervannsbrønn finnes det forskjellige standarder eller protokoller som regulerer driften av brønnen. I noen anvendelser er gass- og oljebrønner nødt til å oppfylle bestemte sikkerhetsintegritetsnivåer. Instrumenterte systemer har vært integrert i undervannsbrønner for å sikre mot uønsket utslipp av fluider ut i undervannsmiljøet rundt.
OPPSUMMERING
[0003] Generelt tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en teknikk for å muliggjøre beskyttelse av undervannsbrønner. Teknikken anvender et undervanns testtre konstruert for å sikre kontroll over brønnen i en rekke forskjellige tilfeller. Undervanns-testtreet er forsynt med minst én stengeventil for å beskytte mot uønsket frigjøring av fluider fra undervanns-testtreet. Undervanns-testtreet er også koblet til og styrt av et styresystem med en undersjøisk styremodul anordnet på en indre mandrel eller stamme.
KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE
[0004] Utvalgte utførelsesformer av oppfinnelsen vil bli beskrevet i det følgende med støtte i de vedlagte tegningene, der like henvisningstall angir like elementer og der:
[0005] Figur 1 er en illustrasjon av ett eksempel på en undervannsinstallasjon og et tilhørende styresystem, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse,
[0006] Figur 2 er en illustrasjon av en andel av ett eksempel på et undervanns testtre som kan bli anvendt i undervannsinstallasjonen, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse,
[0007] Figur 3 er en skjematisk illustrasjon av en andel av det tilhørende styresystemet, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse,
[0008] Figur 4 er en skjematisk illustrasjon av en annen andel av det tilhørende styresystemet, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse,
[0009] Figur 5 er en skjematisk illustrasjon av en annen andel av det tilhørende styresystemet, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse,
[0010] Figur 6 er en skjematisk illustrasjon av sikkerhetsrelevante parametere på toppsiden og under vann, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse,
[0011] Figur 7 er en skjematisk illustrasjon av ett eksempel på det undersjøiske styresystemet som innlemmer en trykkbalansert akkumulator, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse,
[0012] Figur 8 er en tverrsnittsbetraktning av ett eksempel på den trykkbalanserte akkumulatoren illustrert i figur 7, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse,
[0013] Figur 9 er en tverrsnittsbetraktning av en forstørret andel av den trykkbalanserte akkumulatoren illustrert i figur 8, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse,
[0014] Figur 10 er en graf som viser fluidvolumet som drives ut fra den trykkbalanserte akkumulatoren ved forskjellige nivåer av hydrostatisk trykk, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse,
[0015] Figur 11 er en skjematisk illustrasjon av en undervannsinstallasjon med et undervanns testtre og en undersjøisk styreenhet omfattende en undersjøisk styremodul og en indre stamme, ifølge en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse, og
[0016] Figur 12 er en betraktning av ett eksempel på den undersjøiske styreenheten illustrert i figur 11, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse.
DETALJERT BESKRIVELSE
[0017] I den følgende beskrivelsen er en rekke detaljer angitt for å gi en forståelse av foreliggende oppfinnelse. Imidlertid vil det forstås av fagmannen at foreliggende oppfinnelse kan praktiseres uten disse detaljene og at en rekke variasjoner eller modifikasjoner fra de beskrevne utførelsesformene kan være mulig.
[0018] Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt et undersjøisk styresystem omfattende et undervanns testtre, for eksempel et undervanns testtre anordnet inne i et stigerør, og en tilhørende styring. Ifølge én utførelsesform er det undersjøiske styresystemet et undersjøisk brønnhodestyringssystem omfattende en undervannsinstallasjon med et uavhengig styrt undervanns testtre. Den tilhørende styringen omfatter både styrekomponenter på overflaten og en undersjøisk styreenhet. Den undersjøiske styreenheten omfatter en undersjøisk styremodul anordnet på en indre stamme for tilkobling i en rørstreng. I noen utførelsesformer omfatter undervanns-testtreet en øvre andel som kan skilles fra en nedre andel og et flertall stengeventiler. Minst én av stengeventilene kan være anordnet i den øvre eller den nedre delen.
[0019] Teknikken og komponentene ifølge oppfinnelsen, som beskrevet nærmere nedenfor, kan bli anvendt sammen med eksisterende komponenter og styresystemer. I én konkret utførelsesform kan den foreliggende teknikken for eksempel bli anvendt med styresystemet SenTURIAN Deep Water Control System som produseres av Schlumberger Corporation. Systemet kan bli anvendt som et sikkerhetsinstrumentert system som definert av én eller flere aktuelle standarder, så som IEC61508.1 dette eksempelet er standarden IEC61508 valgt og dekker sikkerhetsrelaterte systemer når disse systemene innlemmer elektriske, elektroniske eller programmerbare elektroniske (E/E/PE) anordninger. Slike anordninger kan inkludere en rekke forskjellige anordninger fra elektriske reléer og brytere til programmerbare logiske styringer (PLCer - Programmable Logic Controllers). Standarden er utformet for å dekke mulige risikoer som kan oppstå ved svikt i sikringsfunksjoner som utføres av sikkerhetsrelaterte E/E/PE-systemer. Den internasjonale standarden IEC61508, selv om den er generisk, er et eksempel på en standard som blir stadig mer allment akseptert som et grunnlag for spesifikasjon, utforming og drift av programmerbare elektroniske systemer i petroleumsproduksjonsindustrien.
[0020] Forskjellige styresystemer, f.eks. dypvannsstyresystemer, er konstruert i henhold til forbestemte sikkerhetsintegritetsnivåer (SIL'er). Beskrivelsen her tar ikke for seg bestemmelse av SIL-nivå, men SIL-nivåer er omtalt som angitt av Det Norske Petroleumsdirekteorat for sikringsfunksjonene som utføres av systemet, f.eks. SIL2. Ved sin definisjon sikrer SIL2 at andelen sikre feil er mellom 90% og 99%, forutsatt en utstyrsfeiltoleranse lik null. SIL2 innebærer også at sannsynligheten for svikt ved behov ved farlige udetekterte feil er mellom 0,01 og 0,001, og resulterer således i en risikoreduksjonsfaktor på mellom 100 og 1000.
[0021] Figur 1 illustrerer et brønnsystem 20 ifølge én utførelsesform av foreliggende oppfinnelse. I det illustrerte eksempelet er brønnsystemet 20 et undersjøisk styresystem omfattende en undervannsinstallasjon 22 som inkluderer et produksjonsstyringssystem 24 som samvirker med et undervanns testtre 26. Undervannsinstallasjonen 22 er plassert på et sted 28 under vann i området over en brønn 30, for eksempel en olje- og/eller gassproduksjonsbrønn. I tillegg blir et styresystem 32 anvendt for å styre driften av produksjonsstyringssystemet 24 og undervanns-testtreet 26. Styresystemet 32 kan omfatte et integrert system eller uavhengige systemer for å styre de forskjellige komponentene i produksjonsstyringssystemet og undervanns-testtreet.
[0022] Selv om produksjonsstyringssystemet 24 og undervanns-testtreet 26 kan omfatte en rekke forskjellige komponenter avhengig av den aktuelle anvendelsen og brønnmiljøet hvor en produksjonsoperasjon skal utføres, vil konkrete eksempler bli vist for å lette forståelsen av systemet og teknikken ifølge oppfinnelsen. Foreliggende oppfinnelse er imidlertid ikke begrenset til de konkrete utførelsesformene som beskrives. I én utførelsesform omfatter produksjonsstyringssystemet 24 en horisontal treseksjon 34, for eksempel med en produksjonsledning 36 og en ringromsledning 38. En utblåsningssikring 40, f.eks. en stabel av utblåsningsikringer, kan være anordnet i samvirke med den horisontale treseksjonen 34 for å beskytte mot utblåsning. Disse komponentene omfatter også en innvendig kanal 42 for å muliggjøre gjennomføring av produksjonsrørstrengkomponenter 44 og tilhørende komponenter, så som en produksjonsrørhenger/et setteverktøy 46.
[0023] Produksjonsstyringssystemet 24 kan også omfatte en rekke forskjellige ytterligere komponenter innlemmet i eller plassert over utblåsningssikringen 40. For eksempel kan minst én rørlukker 46 være anordnet i undervannsinstallasjonen 22 på et passende sted. I en illustrert utførelsesform anvendes to rørlukkere 46. Systemet kan også omfatte minst én kutteventil 48, så som de to kutteventilene illustrert. I tillegg kan én eller flere, f.eks. to, ringromslukkere 50 bli anvendt i systemet. De forskjellige produksjonsstyringssystemene 24 rommer et stigerør 52 innrettet for å motta undervanns-testtreet 26.
[0024] I den illustrerte utførelsesformen omfatter undervanns-testtreet 26 en øvre andel 54 løsbart koblet til en nedre andel 56 via en kobling 58, så som en trykkobling. Den øvre andelen 54 og den nedre andelen 56 inneholder begge minst én stengeventil som selektivt kan bli aktivert til å blokkere for strømning av produksjonsfluid gjennom undervannsinstallasjonen 22. De forskjellige komponentene i undervannsinstallasjonen 22 er konstruert for å muliggjøre nødavstengning. For eksempel muliggjør undervanns-testtreet 26 tilveiebringelse av et sikringssystem installert inne i stigerøret 52 under kompletteringsoperasjoner for å lette sikker, midlertidig lukking av undervannsbrønnen 30. Styresystemet 32 forsyner hydraulisk kraft til undervanns-testtreet 26 for å muliggjøre styring av stengeventilene. Styringen av undervanns-testtreet 26 kan være uavhengig av sikringsfunksjoner i produksjonsstyringssystemet 24, så som aktivering av utblåsningssikringen 40.
[0025] Stengeventilene i undervanns-testtreet 26 kan variere i antall og utførelse. I én utførelsesform omfatter imidlertid den øvre andelen 54 en retainer-ventil 60, som illustrert mer detaljert i figur 2.1 den konkrete utførelsesformen illustrert omfatter den nedre andelen 56 et par av ventiler i form av en klaffventil 62 og en kuleventil 64. Andre komponenter kan bli innlemmet i undervanns-testtreet 26 som ønsket for en gitt anvendelse. For eksempel kan den øvre andelen 54 omfatte ytterligere komponenter i form av et avstandsstykke 66, en lufteventil 68 og et skjærstykke 70. Tilsvarende kan den nedre andelen 56 omfatte ytterligere komponenter, så som et portet stykke 72 som strekker seg ned til produksjonsrørhengeren 46.
[0026] Stengeventilene kan være styrt elektrisk, hydraulisk eller med andre passende metoder. I den illustrerte utførelsesformen er imidlertid ventilene 60, 62, 64 styrt hydraulisk via hydraulikkledninger 74. For eksempel kan posisjonen til ventilene 60, 62, 64 styres gjennom en kombinasjon av åpnede eller lukkede retningsstyreventiler 76, anordnet for eksempel i en undersjøisk styremodul 78. Retningsstyreventilen 76 styrer hvorvidt hydraulikktrykket er påført eller luftet ut gjennom dens tilhørende utluftingsport i undervanns-testtreet. Retningsstyreventilene 76 i den undersjøiske styremodulen 78 kan være styrt ved hjelp av magnetventiler eller andre aktuatorer som kan bli aktivisert av elektriske signaler sendt fra overflaten. Følgelig kan totalstyringssystemet 32 for å styre undervanns-testtreet 26 ha en rekke forskjellige toppside- og undervannskomponenter som jobber sammen.
[0027] Under en gitt ventiloperasjon kan en driftsingeniør gi en kommando via et menneske/maskin-grensesnitt 80 i et masterstyresystem 82, så som en datamaskinbasert masterstyrestasjon. I noen anvendelser kan masterstyresystemet 82 omfatte eller jobbe sammen med én eller flere programmerbare logiske styringer. Elektrisk strøm blir sendt ned gjennom en kontrollkabel 84 til magnetventilene og den undersjøiske styremodulen 78 for å aktivere retningsstyreventilene 76. Kontrollkabelen 84 kan også omfatte én eller flere hydrauliske styreledninger som strekker seg ned til den undersjøiske styremodulen fra en hydraulisk kraftenhet 86.1 utførelsesformen illustrert i figurene 1 og 2 er hydrauliske ledninger 74 også trukket til en akkumulator 88, så som en undersjøisk akkumulatormodul.
[0028] Når en ønsket retningsstyreventil 76 blir åpnet, blir hydraulisk trykk forsynt av den hydrauliske kraftenheten 86 ført gjennom dens tilhørende utgangsport til undervanns-testtreet 26. Omvendt, når en retningsstyreventil 76 blir lukket, blir eventuelt hydraulisk trykk som virker ved dens utgangsport luftet ut. Hydraulisk kraft blir overført fra den undersjøiske akkumulatormodulen 88 til en bestemt ventil 60, 62, 64 i undervanns-testtreet 26. Den aktuelle ventilen endrer stilling og fullbringer den tiltenkte sikringsfunksjonen for en gitt situasjon.
[0029] En nødavstengningssekvens kan bli utført gjennom en sekvens av kommandoer sendt til én eller flere av ventilene 60, 62 og 64. Nødavstengningssekvensen kan være utformet for å bringe totalsystemet til en trygg tilstand på en bestemt kommando. Avhengig av den konkrete anvendelsen kan nødavstengningssekvensen også styre aktivering av ytterligere ventiler, f.eks. en toppside produksjonsreguleringsventil, til en ønsket sikringstilstand.
[0030] Ved fullstendig tap av kommunikasjon mellom toppside- og undervannsutstyret, dvs. tap av eller brudd på kontrollkabelen 84, er retningsstyreventilene 76 konstruert for å returnere til en naturlig eller default tilstand, for eksempel ved fjærbelastning. Denne ventiltilstanden bringer automatisk brønnen til en sviktsikker posisjon med toppside-stigerøret og brønnen forseglet og isolert. Dersom toppsideutstyret ikke er i stand til å bringe brønnen til en sikker tilstand, kan operatøren innlede en "blokkér og luft-ut"-sekvens på den hydrauliske kraftenheten 86 for å bevirke til at undervanns-testtreet går over til sviktsikker modus. I tillegg kan visuelle alarmer og/eller lydalarmer bli anvendt for å varsle en operatør om en rekke forskjellige feilsituasjoner eller potensielle feilsituasjoner.
[0031] I det konkrete eksempelet illustrert i figur 2 har undervanns-testtreet 26 fire grunnleggende funksjoner som anvender retainer-ventilen 60, koblingen 58, klaffventilen 62 og kuleventilen 64. Retainer-ventilen 60 tjener til å innestenge stigerørfluider i stigerøret 52 etter at den øvre andelen 54 er frakoblet fra den nedre andelen 56. Koblingen 58, f.eks. en trykklås- eller sperremekanisme, gjør at stigerøret 52 og den øvre andelen 54 kan bli frakoblet fra resten av undervannsinstallasjonen 22. Klaffventilen 62 tilveiebringer en andre eller ekstra barriere som blir anvendt for å isolere og demme opp undervannsbrønnen. Tilsvarende blir kuleventilen 64 anvendt for å isolere og demme opp undervannsbrønnen som en første barriere mot utslipp av produksjonsfluid.
[0032] Undervanns-testtreet 26 kan bli anvendt i en rekke forskjellige operasjonsmodi. For eksempel kan undervanns-testtreet 26 bli skiftet til en "normal modus". I denne modusen kan en standard nødavstengningssekvens bli anvendt der en kuleventil-lukkefunksjon blir utført for å lukke kuleventilen 64. Som et eksempel kan kuleventilen 64 bli lukket ved å forsyne hydraulikkfluid ved et
ønsket trykk, f.eks. 345 bar. En annen modus blir anvendt mens det undersjøiske testtresystemet blir kjørt inn i hullet eller trukket ut av hullet (RIH-/POOH-modus). I denne modusen er ventilfunksjonene deaktivert for å hindre utilsiktet utløsning av koblingen 58 mens enheten er opphengt i stigerøret 52.1 et annet eksempel blir systemet satt i en "kveilerør"-modus når det befinner seg kveilerør i stigerøret 52 når frakobling skal iverksettes. I denne modusen blir kuleventilen aktivert under et høyere trykk, f.eks. 690 bar, for å gjøre det mulig å kutte produksjonsrøret, for eksempel ved hjelp av kutteventilen 48.
[0033] Styresystemet 32 også kan være konstruert for å kjøre i en diagnostisk modus. Diagnostisk modus er nyttig for å bestemme integriteten til signalbanen samt den grunnleggende funksjonaliteten til den undersjøiske styremodulen, herunder magnetventilene og retningsstyreventilene. I denne modusen blir en valgt strøm, f.eks. 30mA, levert ned hver av de elektriske ledningene, f.eks. syv ledninger, i kontrollkabelen 84. Ved å verifisere spenningen nødvendig for å drive denne strømmen kan en bestemme systemets impedans. Denne strømmen er ikke høy nok til å utløse aktivering av en magnetventil, men strømmen kan bli anvendt for å verifisere forskjellige driftsparametere. Eksempler på verifisering av driftsparametere inkluderer: verifisering av levering av kraft til systemet fra en avbruddsfri kraftforsyning, verifisering av at kraftforsyningen til magnetventildriveren er funksjonell, verifisering av ytelsen til en programmerbar logisk styring, verifisering av at alle koblingene er intakte, og verifisering av at magnetventilene ikke har sviktet i åpen eller kortsluttet tilstand. Den diagnostiske testingen kan bli utført på kommando fra en SCADA, eller som en selvtestfunksjon ved forbestemte tidsintervaller avhengig av resultater fra en risiko- og opererbarhetsapplikasjon.
[0034] I figurene 3-5 er forskjellige funksjoner i eller utførelser av undersjøiske styresystemer illustrert ved hjelp av skjematiske blokkdiagrammer. I utførelsesformen illustrert i figur 3, for eksempel, anvender styresystemet 32 et overflatebasert masterstyresystem 82 omfattende et programmerbart logisk styresystem 90 for å isolere strømningsutmating på toppsiden via en produksjonsvingventil 92. Vingventilen 92 kan omfatte en masterventil, en nedihulls sikkerhetsventil eller en annen vingventil som blir aktivert av produksjonsstyringssystemet. Som et eksempel kan totalsystemet være konstruert for SIL3-nivå mens undervanns-testtreet som blir anvendt i
undervannsinstallasjonen 22 er på SIL2-nivå.
[0035] I utførelsesformen illustrert i figur 3 blir toppside-vingventilen 92 aktivert av et høytrykkssystem gjennom en solenoidaktivert ventil 94 styrt via den programmerbare logiske styringen 90 i masterstyresystemet 82. Ventilen 94 anses å være i en sikker tilstand når den er i lukket posisjon. For å unngå problemer dersom den programmerbare logiske styringen 90 ikke er i stand til å aktivere ventilen når det er ønsket, kan systemet være konstruert for å muliggjøre manuell aktivering av ventilen. Verifikasjon av at vingventilen 92 har blitt aktivert kan være basert på valgte parametere. For eksempel kan verifikasjonen være basert på deteksjon av aktiveringsstrøm levert av masterstyresystemet, deteksjon av aktiveringsspenningen nødvendig for å oppnå den ønskede strømmen (indirekte impedans), og/eller operatørverifikasjon av posisjonen til vingventilen ved hjelp av en passende måler eller føler.
[0036] I det konkrete eksempelet illustrert er den programmerbare logiske styringen 90 koblet til et nødavstengningspanel 96. Videre omfatter den programmerbare logiske styringen 90 en innmatingsmodul 98, en logikkmodul 100 og en utmatingsmodul 102. Den programmerbare logiske styringen 90 kan være drevet av en avbruddsfri kraftforsyning 104, og utmatingsmodulen 102 kan være uavhengig koblet til en kraftforsyningsenhet 106. Utmatingsmodulen 102 styrer aktivering av magnetventilen 94, som i sin tur styrer levering av hydraulisk aktiveringsfluid til vingventilen 92. Ytterligere komponenter kan være anordnet mellom magnetventilen 94 og vingventilen 92 for å gi et økt nivå av styring og sikkerhet. Eksempler på slike komponenter omfatter en tilleggsventil 108, f.eks. en retningsstyreventil, og en luftblokkering 110.
[0037] En tilsvarende styreteknikk kan bli anvendt for å styre aktivering av retainer-ventilen 60 i den øvre andelen 54, som illustrert i figur 4. I dette eksempelet begynner nødavstengningsfunksjonen i masterstyresystemet 82 der behovet oppstår, men funksjonen inkluderer imidlertid ikke andre utløsende faktorer. Funksjonen slutter med at retainer-ventilen 60 lukkes med hensyn til stigerøret 52. Et passende SIL-nivå for denne delfunksjonen kan være SIL2. Verifikasjonen av at retainer-ventilen 60 har blitt aktivert til lukket posisjon kan være basert på valgte parametere. For eksempel kan verifikasjonen være basert på deteksjon av aktiveringsstrøm levert av masterstyresystemet, deteksjon av aktiveringsspenningen nødvendig for å oppnå den ønskede strømmen (indirekte impedans), deteksjon av strømning som målt av strømningsmålere på den hydrauliske kraftenheten 86, og/eller måling av en trykkrespons med signalomformere på den undersjøiske akkumulatormodulen 88.
[0038] En annen styreteknikk/delfunksjon blir anvendt for å isolere undervannsbrønnen 30 ved hjelp av stengeventilene, f.eks. ventilene 62, 64, i den nedre andelen 56 av undervanns-testtreet 26, som illustrert i figur 5.1 dette konkrete eksempelet blir to stengeventiler anvendt for redundans i form av klaffventilen 62 og kuleventilen 64, men én ventil er imidlertid tilstrekkelig til å sette undervannsbrønnen 30 i en sikker tilstand. I dette eksempelet begynner nødavstengningsfunksjonen i masterstyresystemet 82 der behovet oppstår, men funksjonen inkluderer imidlertid ikke andre utløsende faktorer. Funksjonen ender med at klaffventilen 62 og/eller kuleventilen 64 lukker med hensyn til undervannsbrønnen 30. Et passende SIL-nivå for denne delfunksjonen kan være SIL2. Verifikasjonen av at minst én av klaffventilen 62 og kuleventilen 64 har blitt aktivert til lukket posisjon kan være basert på valgte parametere. For eksempel kan verifikasjonen være basert på deteksjon av aktiveringsstrøm levert av masterstyresystemet, deteksjon av aktiveringsspenningen nødvendig for å oppnå den ønskede strømmen (indirekte impedans), deteksjon av strømning som målt av strømningsmålere på den hydrauliske kraftenheten 86, og/eller måling av en trykkrespons med signalomformere på den undersjøiske akkumulatormodulen 88.
[0039] Sikkerhetsintegritetsnivåene (SIL-nivåene) beskrevet her er ikke nødvendigvis avledet fra en risikobasert metode for bestemmelse av SIL-nivåer som beskrevet i standarden IEC61508.1 stedet er SIL-nivåene noen ganger basert på industrielt anerkjente standarder for sikringsfunksjoner i produksjonssystemer. Basert på SIL-minimumskravene for hver funksjon som er aktuell for de gjeldende beskyttelseslagene kan laveste SIL-nivå for de forskjellige sikkerhetsintegritetsfunksjonene, f.eks. delfunksjonene skissert i figurene 3-5, bli valgt som SIL2.
[0040] I tillegg kan undervanns-testtreet 26 og dets tilhørende stengeventiler 60, 62, 64 bli aktivert helt uavhengig med hensyn til driften av
produksjonsstyringssystemet 24 som blir anvendt under normale operasjoner. I dette tilfellet kan totalstyringssystemet 32 omfatte helt uavhengige styresystemer for undervanns-testtreet 26 og produksjonsstyringssystemet 24. Undervanns-testtreet 26 kan bli installert inne i produksjonsstyringssystemet 24, f.eks. inne i et juletre, under drift inne i utblåsningssikringsstakken 40. Dersom det blir nødvendig å lukke utblåsningssikringen 40, blir undervanns-testtreet 26 forseglet og frakoblet fra strengen (delt ved koblingen 58). Dette gjør at den øvre andelen 54 av undervanns-testtreet 26 kan bli trukket tilbake slik at lukkehodene i utblåsningssikringen kan bli lukket uten hindringer.
[0041] Dersom den øvre andelen 54 ikke kan bli løsgjort og trukket tilbake under sviktmodus for et undervanns testtre, kan kutteventilene 48 bli aktivert til å dele verktøyet og lukke brønnen på en sikker måte. Styresystemet for utblåsningssikringen har ingen innvirkning på sikringsfunksjonene i det undersjøiske testtresystemet. Ett eksempel på et lukkeforløp omfatter lukking av den øvre retainer-ventilen 60, etterfulgt av lukking av den nedre kuleventilen 64 og så lukking av klaffventilen 62. Når den øvre produksjonsstrengen er forseglet ved hjelp av retainer-ventilen 60 og tilgangen til brønnhullet er forseglet ved hjelp av kuleventilen 64 og klaffventilen 62, blir undervanns-testtreet koblet fra og delt ved koblingen 58.
[0042] Spesifikke sikkerhetsrelevante parametere kan bli valgt i henhold til systemets utførelse, miljø og gjeldende krav på et gitt geografisk sted. Ett eksempel på en typisk løsning er imidlertid illustrert i figur 6 å ha en andel sikre feil som overstiger 90% på toppsiden for et type B sikkerhetssystem (avansert) og en utstyrsfeiltoleranse lik null, i henhold til standarden IEC61508-2. Ved undervannsstedet omfatter systemet et type A delsystem med en andel sikre feil som er større enn 60% og en utstyrsfeiltoleranse lik null. Gjenværende elementer på toppsiden kan bli evaluert ved likestrømsfeilmodellen i henhold til IEC61508-2 (feil låst til Vcc og låst til jord, samt låst åpen og låst kortsluttet). Gjenværende elementer i undervannsandelen av systemet blir evaluert som et type A-system siden kun diskrete passive komponenter blir anvendt. Alle feilmodi for disse komponentene er veldefinerte og tilstrekkelig feltdata eksisterer til at en kan håndtere alle feiltilstander.
[0043] Akkumulatormodulen 88 kan være innlemmet i totalsystemet i en rekke forskjellige utførelser og på en rekke forskjellige steder. I ett eksempel er akkumulatormodulen 88 en trykkbalanseakkumulator for å forsyne hydraulisk kraft til systemet ved en nødavstengning og frakobling og/eller tap av hydraulisk kraft fra overflaten.
[0044] Akkumulatorer er anordninger som tilveiebringer en reserveforsyning av hydraulikkfluid under trykk og blir anvendt i tradisjonelle hydraulisk drevne systemer der hydraulikkfluid under trykk aktiverer utstyr eller anordninger. Hydraulikkfluidet blir trykksatt av en pumpe som opprettholder det nødvendige høytrykket.
[0045] Dersom utstyret eller anordningene befinner seg langt fra pumpen kan det oppstå et betydelig trykkfall i hydraulikkanalen eller -røret som frakter fluidet fra pumpen for å aktivere anordningen. Strømningen kan derfor være slik at trykknivået ved anordningen er lavere enn trykket nødvendig for å aktivere anordningen. Aktiveringen kan således bli forsinket med den tiden det tar å bygge opp trykket med fluidet som pumpes gjennom hydraulikkledningen. Dette skjer for eksempel ved dypvannsanvendelser, for eksempel med undervanns-testtreet og utblåsningssikringsutstyret som anvendes for å stenge av et brønnhull for å sikre en olje- eller gassbrønn mot utilsiktet utslipp til miljøet. Akkumulatorer kan derfor bli anvendt for å tilveiebringe en reservekilde for trykksatt hydraulikkfluid for denne typen utstyr. I tillegg, dersom pumpen ikke fungerer, kan akkumulatorer bli anvendt for å tilveiebringe en reservekilde for trykksatt hydraulikkfluid for å muliggjøre aktivering av utstyr eller anordninger.
[0046] Akkumulatorer kan inkludere et kompressibelt fluid, f.eks. gass, nitrogen, helium, luft etc, på den ene siden av en skillemekanisme og et inkompressibelt fluid (hydraulikkfluid) på den andre siden. Når trykket i hydraulikksystemet synker til under forladingstrykket på gassiden, vil skillemekanismen bevege seg i retning av hydraulikksiden og fortrenge lagret hydraulikkfluid inn i utstyret eller anordningen(e) som nødvendig.
[0047] Når noen typer akkumulatorer blir eksponert for et bestemt hydrostatisk trykk, så som det hydrostatiske trykket som møtes i undervannsoperasjoner, reduseres mengden tilgjengelig hydraulikkfluid siden det hydrostatiske trykket først må overvinnes for å fortrenge hydraulikkfluidet fra akkumulatoren. Imidlertid kan trykkbalanserte akkumulatorer bli anvendt for å løse de ovenfor angitte problemene. Eksempler på trykkbalanserte akkumulatorer er vist i US-patentet 6,202,753 til Benton og i US-patentpublikasjonen 2005/0155658-A1 til White.
[0048] Figur 7 illustrerer et eksempel på én utførelse av en akkumulatormodul 88.1 dette eksempelet er akkumulatormodulen 88 er et trykkbalansert akkumulatorsystem. Akkumulatorsystemet 88 er koblet til den ene eller de flere hydraulikkledningene 74 trukket mellom den hydrauliske kraftenheten 86 og undervanns-testtreet 26. Den hydrauliske kraftenheten 86 kan omfatte én eller flere passende pumper 110 for å pumpe hydraulikkfluid. Den hydrauliske kraftenheten 86 befinner seg over havoverflaten 111 og forsyner styrefluid til drift for eksempel av utblåsningssikringen 40 og ventilene 60, 62, 64 i undervanns-testtreet 26. Det trykksatte hydraulikkfluidet fra den hydrauliske kraftenheten 86 blir også anvendt for å lade det trykkbalanserte akkumulatorsystemet 88. Som et eksempel er det hydrostatiske trykket PHssom blir forsynt av pumpen 110 omtrent 518 bar (7500 psi), selv om andre trykknivåer kan bli anvendt.
[0049] Figurene 8 og 9 illustrerer én utførelsesform av en trykkbalanseakkumulator 88. Den illustrerte utførelsesformen kan enkelt bli anvendt sammen med undervanns-testtreet 26, produksjonsstyringssystemet 24 og styresystemet 32. Som illustrert omfatter trykkbalanseakkumulatoren 88 et hus 112, som er en hovedsakelig rørformet struktur med to ender 114 og 116. En akkumulatormekanisme 118 er anordnet inne i huset 112 nær ved den første enden 114. Akkumulatormekanismen 118 omfatter et første kammer 120 (se figur 9) for å motta en trykksatt gass ved et første trykk. Den trykksatte gassen kan for eksempel bli pumpet inn i kammeret 120 gjennom en gassforladingsport 122.1 én utførelsesform av foreliggende oppfinnelse er gassen i det første kammeret 120 helium, og den er trykksatt til omtrent 242 bar (3500 psi), selv om andre trykk kan bli anvendt avhengig av den konkrete anvendelsen.
[0050] Med ytterligere henvisning til figurene 8 og 9 omfatter akkumulatormekanismen 118 også et andre kammer 124 for å motta et første trykksatt fluid ved et andre trykk. Trykket i fluidet i kammeret 124 omtales noen ganger som "overtrykket (gauge pressure)". I én utførelsesform kan væske bli pumpet inn i kammeret 124 gjennom en tetningsstikkport 126. Væsken som pumpes inn i kammeret 124 kan være en blanding av vann og glykol ifølge én utførelsesform av foreliggende oppfinnelse. Som et eksempel kan blandingen bli pumpet inn i kammeret 124 under et trykk fra omtrent 345 bar (5000 psi), selv om andre trykk kan bli anvendt i andre anvendelser. Kamrene 120 og 124 er hermetisk forseglet fra hverandre i områder 128 og 130.
[0051] Det trykkbalanserte akkumulatorsystemet 88 kan videre omfatte et tredje kammer 132 som grenser inn mot akkumulatormekanismen 118 i huset 112. Det tredje kammeret 132 inneholder et fluid, som kan være pumpet inn i kammeret 132 gjennom en fluidpåfyllingsport 134.1 én utførelsesform er fluidet som blir pumpet inn i det tredje kammeret 132 silikonolje (silicon oil), som er valgt på grunn av sine smørende egenskaper og fordi den ikke vil virke negativt inn på tetninger 136 utplassert for å tette langs den ene enden av kammeret 132. Innledningsvis blir ikke silikonoljen pumpet inn i det tredje kammeret 132 under trykk. I drift vil imidlertid trykket i fluidet i kammeret 132 følge trykket i fluidet i det andre kammeret 124, som vil bli beskrevet nedenfor.
[0052] Den trykkbalanserte akkumulatoren 88 omfatter også et stempel 138 som befinner seg inne i huset nær ved den andre enden 116 av huset 112. Stempelet 138 har en første ende 140 og en andre ende 142 som henholdsvis har et første og et andre tverrsnittareal. I én utførelsesform har tverrsnittsarealet til stempelendene 140 og 142 en sirkulær form. Stempelet 138 er bevegelig mellom en første posisjon, som vist i figur 8, og en andre posisjon der stempelenden 140 er stoppet av en skulder 144.
[0053] Hus-enden 116 også kan omfatte en omgivelsestrykkport 146. Når den trykkbalanserte akkumulatoren 88 blir anvendt i et undervannsmiljø, lar omgivelsestrykkporten 146 omgivelsestrykket undervann virke på enden 140 av stempelet 138.
[0054] I den illustrerte utførelsesformen omfatter det trykkbalanserte akkumulatorsystemet 88 også et atmosfærisk kammer 148 som inkluderer en ringformet fordypning 150 dannet mellom stempelet 138 og veggen til huset 112, et aksialt hulrom 152 som er dannet ved å hule ut en del av stempelet 138, og en kanal 154 som kobler den ringformede fordypningen 150 og det aksielle hulrommet 152. Dette atmosfæriske kammeret gjør at det kan være en trykkforskjell over stempelet 138 som gjør at stempelet begynner å bevege seg når det er trykklikevekt over stempelet 138, som beskrevet nedenfor. I én utførelsesform er trykket i det atmosfæriske kammeret 1,0143 bar, volumet til den ringformede fordypningen 150 omtrent 164 cm<3>og volumet til det aksielle hulrommet 152 er omtrent 3277 cm<3>.
[0055] I undervannsanvendelser, så som undervannsanvendelsene beskrevet over, kan akkumulatormodulen 88 være anordnet i et undervannsmiljø for å styre driften av et intervensjonssystem anordnet i et stigerør eller i åpent vann, så som undervanns-testtreet 26 og tilhørende ventiler 60, 62, 64. De første og andre kamrene 120 og 124 i akkumulatormekanismen 118 i det trykkbalanserte akkumulatorsystemet 88 blir forhåndsladet før det trykkbalanserte akkumulatorsystemet 88 blir utplassert i undervannsmiljøet. En pumpe 110, som befinner seg over havoverflaten 111, forsyner styrefluid for drift av utblåsningssikringen 40 og stengeventilene 60, 62, 64. Pumpen 110 tilveiebringer også en ladningsinnmating til det andre kammeret 124 i akkumulatormekanismen 118 i det trykkbalanserte akkumulatorsystemet 88.
[0056] For illustrasjonsformål kan det antas at det hydrostatiske trykket, PHs, hvor den trykkbalanserte akkumulatoren 88 blir anvendt, er 518 bar, selv om andre trykk kan bli anvendt. Dette omgivelsestrykket blir kommunisert gjennom omgivelsestrykkporten 146 i akkumulatorsystemet 88 og virker på enden 140 av stempelet 138. Kraften som virker på stempelet 138 ved dets ende 140 er gitt ved formelen:
Kraften på enden 142 av stempelet 138 er gitt ved formelen:
[0057] I ett konkret eksempel på foreliggende oppfinnelse har stempelendene 140 og 142 sirkulære tverrsnitt og har diametre på henholdsvis 8,5725 cm (3,375 tommer) og 6,82752 cm (2,688 tommer), selv om disse størrelsene kun er angitt forforklaringsformål. Ved det hydrostatiske trykket på 518 bar (7500 psi) er likevektstrykket, Pe, hvor stempelet 138 begynner å bevege seg lik:
Overtrykket PGder stempelet begynner å bevege seg er gitt ved formelen:
[0058] Ifølge foreliggende oppfinnelse kan diameteren til stempelendene 140 (Di) og 142 (D2) dimensjoneres for optimal effektivitet ved et forbestemt hydrostatisk trykk ved hjelp av følgende formel:
der Pc er trykket som det andre kammeret i akkumulatormekanismen 118 er ladet til f.eks. 345 bar og S er en hydraulisk sikkerhetsfaktor som er en toleranse gitt for å hindre instabilitet ved maksimale hydrostatiske betingelser. For et hydrostatisk trykk på 518 bar er S omtrent 34,5 bar. Dersom D2= 6,82752 cm som i
beregningen over i forbindelse med likningene (3) og (4), er D4ifølge likning (5) lik 8,636 cm.
[0059] Figur 10 viser en graf med en graflinje 156 tilveiebrakt for å illustrere volumet av fluid som drives ut fra akkumulatormekanismen 118 ved et hydrostatisk trykk på 518 bar og med Di og D2lik henholdsvis 8,5725 cm og 6,82752 cm. Graflinjene 158, 160 og 162 illustrerer fluidvolumet som drives ut ved hydrostatiske trykk henholdsvis på 449, 380 og 311 bar.
[0060] I noen utførelsesformer kan styresystemet 32 omfatte en undersjøisk styreenhet 164 for å styre undervanns-testtreet 26 anordnet i utblåsningssikringen 40 i undervannsinstallasjonen 22. Som illustrert skjematisk i figur 11 kan den undersjøiske styreenheten 164 være koblet til en rørstreng 166 som strekker seg ned gjennom stigerøret 52. For eksempel kan den undersjøiske styreenheten 164 være koblet aksialt mellom undervanns-testtreet 26 og et landestrengrør 168 i rørstrengen 166. Det skal videre bemerkes at den undersjøiske styreenheten 164 også kan bli anvendt for å styre forskjellige andre anordninger nedenfor undervannsinstallasjonen 22 og/eller anordninger integrert med kompletteringskomponenter under undervanns-testtreet 26. Som et eksempel kan den undersjøiske styreenheten 164 bli anvendt for å styre ventiler, følere, aktuatorer, låser og andre anordninger.
[0061] Den undersjøiske styreenheten 164 kan være dannet med en undersjøisk styremodul 170 anordnet rundt en indre stamme 172. Dette gjør at den undersjøiske styreenheten 164 kan bli en integrert del av en indre trykk- og lastbærende landestreng. Den undersjøiske styreenheten 164 kan være utformet som én støpt flerkomponentenhet. For eksempel kan den undersjøiske styremodulen 170 være utformet med flere seksjoner som skyves over og låses på stammen 172, som er en sentral, trykkinneholdende lastbærende stamme. Seksjonene av den undersjøiske styremodulen 170 kan være koblet sammen via hydrauliske og elektriske lasker. I dette eksempelet omfatter stammen 172 et sentralt rør 174 med endemuffer 176, 178 for tilkobling henholdsvis til undervanns-testtreet 26 og landestrengrøret 168.
[0062] Én utførelsesform av den undersjøiske styreenheten 164 er illustrert mer detaljert i figur 12.1 denne utførelsesformen er den undersjøiske styremodulen 170 anordnet rundt stammen 172 og omfatter flere seksjoner 180. Seksjonene 180 kan være dannet i ett og anordnet rundt stammen 172, eller seksjonene 180 kan være skjøvet enkeltvis over stammen 172, låst på stammen og koblet til hverandre som nødvendig. Foreksempel kan hydrauliske og elektriske forbindelser være dannet med hydrauliske og elektriske lasker mellom de flere seksjonene 180.
[0063] I det konkrete eksempelet illustrert omfatter de flere seksjonene 180 som danner den undersjøiske styremodulen 170 en øvre seksjon med minst én akkumulator, f.eks. akkumulatoren 88, en hydrostatisk trykk-/temperaturkompensator 182 (f.eks. en volumkompensator) og en undervannselektronikkmodul 184. Den øvre seksjonen 180 er koblet til en nedre seksjon omfattende en hydraulisk ventilmanifoldkontrollenhet 186. Som et eksempel kan den minst ene akkumulatoren 88 omfatte flere akkumulatorer, så som de fem trykkbalanserte akkumulatorene illustrert anordnet rundt stammen 172. Avhengig av anvendelsen kan akkumulatorene bli anvendt for å lagre hydraulikkfluid ved eller opptil et ønsket trykk, f.eks. 518 bar, over det hydrostatiske trykket mens de befinner seg ved undervannsstedet.
[0064] Undervannselektronikkmodulen 184 mottar elektroniske signaler fra masterstyresystemet 82 på toppsiden og aktiverer passende ventiler 188, f.eks. solenoidaktiverte ventiler 94 og/eller retningsstyreventiler, i den hydrauliske ventilmanifoldkontrollenheten 186. Som beskrevet over kan de solenoidaktiverte ventilene 94 bli anvendt for å rette hydraulikkfluid til de ønskede undervannsaktuatorene som blir anvendt for å aktivere ventilene 60, 62, 64 eller andre undervannskomponenter. Den hydrauliske ventilmanifoldkontrollenheten 186 kan være utført med hydrauliske manifolder som inneholder de solenoidaktiverte ventilene og retningsstyreventilene. I tillegg kan den hydrauliske ventilmanifoldkontrollenheten omfatte filtre, trykkbegrensningsventiler, og andre komponenter anordnet inne i en oljefylt, trykkompensert innkapsling. Trykkompenseringen kan være besørget av en hydrostatisk trykk-/temperaturkompensator 182.
[0065] Den ene eller de flere seksjonene 180 i den undersjøiske styremodulen 170 er innrettet for å muliggjøre fjerning og utskiftning av stammen 172. Den undersjøiske styreenheten 164 muliggjør således bruk av en utskiftbar stamme. I noen utførelsesformer er for eksempel de flere seksjonene 180 innrettet for å muliggjøre bruk av stammer med forskjellige diametre slik at den indre stammen 172 kan bli byttet ut med en annen stamme med større og/eller mindre diameter. Som følge av dette kan den undersjøiske styreenheten 164 konstrueres som en modulær enhet der stammen 172 og styringsmodulseksjonene 180 er utskiftbare. I ett konkret eksempel gjør dette det mulig å bytte ut stammen 172 for å muliggjøre aktivering av den undersjøiske styremodulen ved forskjellige driftstrykk i brønnen, f.eks. brønntrykk på 690 bar eller 1035 bar. Som følge av dette er ikke den undersjøiske styremodulen 170 påvirket av trykket eller innholdet i brønnen, og kan således tilpasses for en rekke forskjellige brønntrykk ved å bytte stamme.
[0066] For spesialanvendelser og/eller for å imøtekomme spesifikke krav fra kunder kan stammen 172 lett endres for å imøtekomme individuelt tilpassede trykk og/eller materialer. Dette gjør at én enkelt, universell undersjøisk styremodul 170 kan bli anvendt for et bredt spekter av eksisterende og fremtidige brønnforhold. Stammen 172 kan også være utført med en rekke forskjellige koblingsmekanismer ved sine muffer 176, 178 for å muliggjøre enkel tilkobling i rørstrengen 166. Som et eksempel kan muffene 176, 178 anvende høykvalitets gjengeforbindelser 190 for tilkobling til tilstøtende verktøymuffer ved den ene av begge endene til den undersjøiske styreenheten 164. Endeforbindelsene og det at stammen 172 kan skiftes ut gjør også at stammen enkelt kan tas ut for regelmessig inspeksjon og belegging. Inspeksjon og belegging forlenger systemets levetid ved å hindre korrosjon som ellers ville bli forårsaket av brønnhullsfluider og tilførte kompletteringsfluider som møtes i dypvannsbrønner.
[0067] Det undersjøiske styresystemet 20 kan være konstruert for bruk i en rekke forskjellige brønnanvendelser og brønnmiljøer. Følgelig kan antallet, typen av og utførelsen til komponenter og systemer innenfor totalsystemet bli justert i tilpasning til forskjellige anvendelser. For eksempel kan undervanns-testtreet inkludere forskjellige antall og typer stengeventiler samt en rekke forskjellige koblinger, f.eks. trykklås- eller sperremekanismer, for løsbart å koble sammen de øvre og nedre delene av undervanns-testtreet. Produksjonsstyringssystemet kan også omfatte forskjellige typer og utførelser av undervannsinstallasjonskomponenter. Tilsvarende kan styresystemet 32 basere seg på forskjellige toppside- og undervannskomponenter som muliggjør uavhengig styring av undervanns-testtreet og utblåsningssikringen. For eksempel kan undersjøiske styreenheter være konstruert for integrasjon i rørstrengen med en utskiftbar stamme og forskjellige styremodulseksjoner valgt i henhold til den aktuelle brønnanvendelsen.
[0068] I noen anvendelser benytter styresystemet overflatekomponenter som er datamaskinbaserte for å muliggjøre enkel innmating av kommandoer og overvåkning av undervannsfunksjoner. Som beskrevet over kan også programmerbare logiske styringer være innlemmet og bli anvendt for å utføre forskjellige delfunksjoner som utføres i nødavstengningsprosedyrer. Forskjellige tilpasninger kan bli gjort for å imøtekomme spesifikke miljøer, typer brønnutstyr, gjeldende standarder og andre parametere som påvirker en gitt anvendelse for en undervannsbrønn.
[0069] Selv om bare noen få utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse er beskrevet i detalj over, vil fagmannen lett se at mange modifikasjoner er mulig uten å fjerne seg fra idéene i denne oppfinnelsen. Følgelig er slike modifikasjoner ment å være inkludert innenfor rammen til denne oppfinnelsen, som definert i kravene.

Claims (24)

1. System for undervannsbrønner, omfattende: et undervanns testtre med en øvre andel og en nedre andel sammenkoblet med en løsbar kobling, der den øvre andelen omfatter en øvre stengeventil, der den nedre andelen omfatter en nedre stengeventil, et styresystem for å styre den øvre stengeventilen og den nedre stengeventilen, der styresystemet omfatter en undersjøisk styremodul anordnet på en sentral stamme som kan bli koblet inn i en rørstreng for å samvirke med undervanns-testtreet, der den undersjøiske styremodulen har flere styrekomponenter anordnet rundt den sentrale stammen.
2. System for undervannsbrønner ifølge krav 1, der de flere styrekomponentene omfatter en undervannselektronikkmodul.
3. System for undervannsbrønner ifølge krav 2, der de flere styrekomponentene omfatter en hydraulisk ventilmanifoldkontrollenhet.
4. System for undervannsbrønner ifølge krav 3, der den hydrauliske ventilmanifoldkontrollenheten omfatter flere solenoidaktiverte ventiler.
5. System for undervannsbrønner ifølge krav 4, der den hydrauliske ventilmanifoldkontrollenheten omfatter flere retningsstyreventiler.
6. System for undervannsbrønner ifølge krav 1, der de flere styrekomponentene omfatter en volumkompensator.
7. System for undervannsbrønner ifølge krav 1, der de flere styrekomponentene omfatter en trykkbalansert akkumulator.
8. System for undervannsbrønner ifølge krav 7, der de flere styrekomponentene omfatter flere trykkbalanserte akkumulatorer som er fordelt rundt den sentrale stammen.
9. System for undervannsbrønner ifølge krav 1, der styresystemet videre omfatter et overflateanordnet masterstyresystem.
10. System for undervannsbrønner ifølge krav 1, videre omfattende en utblåsningssikring som mottar undervanns-testtreet.
11. System for undervannsbrønner ifølge krav 1, der undervanns-testtreet opererer inne i et stigerør.
12. System for undervannsbrønner ifølge krav 1, der den sentrale stammen er utskiftbar med andre stammer dimensjonert for å få plass inne i den undersjøiske styremodulen.
13. System for undervannsbrønner, omfattende: en undervannsinstallasjon, omfattende: en utblåsningssikring, et undervanns testtre styrt uavhengig av utblåsningssikringen, og en undersjøisk styreenhet med en undersjøisk styremodul anordnet rundt en stamme, der stammen er utskiftbar med andre stammer konstruert for bruk inne i den undersjøiske styremodulen.
14. System for undervannsbrønner ifølge krav 13, der stammen omfatter en muffe som blir koblet til undervanns-testtreet.
15. System for undervannsbrønner ifølge krav 13, der den undersjøiske styremodulen kan bli montert på en hvilken som helst av et flertall stammer med forskjellige diametre.
16. System for undervannsbrønner ifølge krav 14, der stammen omfatter en andre muffe som blir koblet til et landestrengrør.
17. System for undervannsbrønner ifølge krav 13, der den undersjøiske styremodulen omfatter en trykkbalansert akkumulator.
18. System for undervannsbrønner ifølge krav 17, der den undersjøiske styremodulen omfatter en undervannselektronikkmodul og en hydraulisk ventilmanifoldkontrollenhet.
19. Fremgangsmåte for å styre en undervannsbrønn, omfattende å: danne et undervanns testtre med minst én stengeventil, posisjonere undervanns-testtreet i en undervannsinstallasjon med separate nødkontrolltrekk, danne et styresystem med en undersjøisk styremodul anordnet rundt en stamme, og koble stammen med undervanns-testtreet.
20. Fremgangsmåte ifølge krav 19, der det å danne omfatter å danne den undersjøiske styremodulen for å anordnes rundt en hvilken som helst av et flertall stammer med forskjellige diametre.
21. Fremgangsmåte ifølge krav 19, der det å danne omfatter å danne styresystemet med en utskiftbar stamme.
22. Fremgangsmåte ifølge krav 19, der det å koble omfatter å koble med gjenger.
23. Fremgangsmåte ifølge krav 19, der det å danne omfatter å danne den undersjøiske styremodulen med en trykkbalansert akkumulator.
24. Fremgangsmåte ifølge krav 23, der det å danne omfatter å danne den undersjøiske styremodulen med en undervannselektronikkmodul og en hydraulisk ventilmanifoldkontrollenhet med solenoidstyrte ventiler.
NO20120417A 2009-10-02 2012-04-11 Undersjoisk styresystem med utskiftbar mandrel NO20120417A1 (no)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US24804309P 2009-10-02 2009-10-02
US12/878,132 US8839868B2 (en) 2009-10-02 2010-09-09 Subsea control system with interchangeable mandrel
PCT/US2010/050914 WO2011041550A2 (en) 2009-10-02 2010-09-30 Subsea control system with interchangeable mandrel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO20120417A1 true NO20120417A1 (no) 2012-04-30

Family

ID=43826885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20120417A NO20120417A1 (no) 2009-10-02 2012-04-11 Undersjoisk styresystem med utskiftbar mandrel

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8839868B2 (no)
BR (1) BR112012007041A2 (no)
GB (1) GB2488256B (no)
NO (1) NO20120417A1 (no)
WO (1) WO2011041550A2 (no)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110005770A1 (en) * 2009-05-04 2011-01-13 Schlumberger Technology Corporation Subsea control system
GB2479915B (en) * 2010-04-29 2016-03-23 Ge Oil & Gas Uk Ltd Well production shut down
US9637994B2 (en) * 2012-01-06 2017-05-02 Schlumberger Technology Corporation Pressure tolerant battery
EP2738348B1 (en) * 2012-11-29 2017-09-20 GE Oil & Gas UK Limited Shutting down an underwater fluid production well
DK2964875T3 (en) * 2013-03-04 2018-06-14 Aker Solutions Inc WOODEN CAP FOR ELECTRIC UNDERWATER PUMP
US10100594B2 (en) * 2013-06-27 2018-10-16 Ge Oil & Gas Uk Limited Control system and a method for monitoring a filter in an underwater hydrocarbon well
GB2515533A (en) * 2013-06-27 2014-12-31 Vetco Gray Controls Ltd Monitoring a hydraulic fluid filter
BR112015032254A2 (pt) 2013-06-28 2017-07-25 Schlumberger Technology Bv sistema para uso em um poço submarino, sistema para uso em um poço, e método.
US9458689B2 (en) 2014-02-21 2016-10-04 Onesubsea Ip Uk Limited System for controlling in-riser functions from out-of-riser control system
GB2527768B (en) * 2014-06-30 2017-10-25 Interventek Subsea Eng Ltd Test tree and actuator
EP3161329B1 (en) 2014-06-30 2019-09-04 Interventek Subsea Engineering Limited Rotary actuator
US10794138B2 (en) * 2015-07-09 2020-10-06 Halliburton Energy Services, Inc. Modular manifold system for an electrohydraulic control system
CA2994532C (en) 2015-08-06 2022-11-08 National Oilwell Varco, L.P. Flow responsiveness enhancer for a blowout preventer
US9976928B2 (en) * 2015-11-24 2018-05-22 Climax Portable Machine Tools, Inc. Test flange assemblies and related methods
NO342043B1 (en) 2015-12-08 2018-03-19 Aker Solutions As Workover Safety System
GB2546178B (en) * 2016-01-11 2020-05-06 Schlumberger Technology Bv System and method for deploying and using at least one control module for in-riser and open water operations
US9631448B1 (en) * 2016-08-03 2017-04-25 Schlumberger Technology Corporation Distibuted control system for well application
GB2554497B8 (en) * 2017-06-29 2020-03-11 Equinor Energy As Tubing hanger installation tool
US10745995B2 (en) * 2017-10-13 2020-08-18 Onesubsea Ip Uk Limited Fluid tolerant subsea manifold system
CN115075764B (zh) * 2022-06-29 2023-06-13 西南石油大学 一种电驱大通径水下测试树

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4375239A (en) * 1980-06-13 1983-03-01 Halliburton Company Acoustic subsea test tree and method
US4494609A (en) * 1981-04-29 1985-01-22 Otis Engineering Corporation Test tree
US4636934A (en) * 1984-05-21 1987-01-13 Otis Engineering Corporation Well valve control system
US4880060A (en) * 1988-08-31 1989-11-14 Halliburton Company Valve control system
US5860478A (en) * 1991-07-30 1999-01-19 Exploration & Production Services (North Sea) Ltd. Sub-sea test tree apparatus
FR2726858A1 (fr) * 1994-11-14 1996-05-15 Schlumberger Services Petrol Appareil obturateur de train de tiges d'essai, pour puits petrolier sous-marin tube
US5782304A (en) * 1996-11-26 1998-07-21 Garcia-Soule; Virgilio Normally closed retainer valve with fail-safe pump through capability
US6125938A (en) * 1997-08-08 2000-10-03 Halliburton Energy Services, Inc. Control module system for subterranean well
US6026905A (en) * 1998-03-19 2000-02-22 Halliburton Energy Services, Inc. Subsea test tree and methods of servicing a subterranean well
US6536529B1 (en) * 1998-05-27 2003-03-25 Schlumberger Technology Corp. Communicating commands to a well tool
US6343654B1 (en) * 1998-12-02 2002-02-05 Abb Vetco Gray, Inc. Electric power pack for subsea wellhead hydraulic tools
US6725924B2 (en) * 2001-06-15 2004-04-27 Schlumberger Technology Corporation System and technique for monitoring and managing the deployment of subsea equipment
GB0216259D0 (en) * 2002-07-12 2002-08-21 Sensor Highway Ltd Subsea and landing string distributed sensor system
US7301472B2 (en) * 2002-09-03 2007-11-27 Halliburton Energy Services, Inc. Big bore transceiver
US7261162B2 (en) * 2003-06-25 2007-08-28 Schlumberger Technology Corporation Subsea communications system
US20050217845A1 (en) * 2004-03-30 2005-10-06 Mcguire Lindell V Tubing hanger running tool and subsea test tree control system
US7931090B2 (en) * 2005-11-15 2011-04-26 Schlumberger Technology Corporation System and method for controlling subsea wells
US7628207B2 (en) 2006-04-18 2009-12-08 Schlumberger Technology Corporation Accumulator for subsea equipment
US20080202761A1 (en) * 2006-09-20 2008-08-28 Ross John Trewhella Method of functioning and / or monitoring temporarily installed equipment through a Tubing Hanger.
US20090038804A1 (en) * 2007-08-09 2009-02-12 Going Iii Walter S Subsurface Safety Valve for Electric Subsea Tree
US8820410B2 (en) * 2007-08-09 2014-09-02 Dtc International, Inc. Control system for blowout preventer stack
GB2472329B (en) 2008-03-14 2011-06-15 Schlumberger Holdings Subsea well production system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011041550A3 (en) 2011-06-30
GB2488256A (en) 2012-08-22
US8839868B2 (en) 2014-09-23
GB201205416D0 (en) 2012-05-09
GB2488256B (en) 2015-04-01
BR112012007041A2 (pt) 2016-04-12
US20110120722A1 (en) 2011-05-26
WO2011041550A2 (en) 2011-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO20120417A1 (no) Undersjoisk styresystem med utskiftbar mandrel
US8708054B2 (en) Dual path subsea control system
US20110005770A1 (en) Subsea control system
US8403053B2 (en) Circuit functional test system and method
US7938189B2 (en) Pressure protection for a control chamber of a well tool
US9243478B2 (en) Piping system having an insulated annulus
US11506006B2 (en) Control valve systems and methods for blowout of sand separation device and high integrity pressure protection
EP3017139B1 (en) Subsea intervention system
NO20140567A1 (no) BOP sammenstilling for nødavstengning
NO342625B1 (en) High-integrity pressure protection system and associated method
NO346275B1 (no) En undervanns brønnhodesammenstilling, undervannsinstallasjon som benytter nevnte brønnhodesammenstilling, og en fremgangsmåte for komplettering av en brønnhodesammenstilling
EP1144794A2 (en) Control system for the workover of oil wells
NO20121303A1 (no) Fremgangsmater og systemer for elektriske piezo-undervannspumper
EP3559399B1 (en) Fluid control system
Shanks et al. Enhanced subsea safety critical systems
RU2763868C1 (ru) Гидроэлектрическая система управления колонны для спуска с резервной системой управления последовательного включения со сбросом давления в полость водоотделяющей колонны
EP4025761B1 (en) Hydraulic protection system and method
JP2023549363A (ja) 海面下安全バルブアクチュエータ
Lopez et al. The Spool Tree: First Application of a New Subsea Wellhead/Tree Configuration

Legal Events

Date Code Title Description
FC2A Withdrawal, rejection or dismissal of laid open patent application