NO20120559A1 - Koblingsapparat for å forbinde to borerørseksjoner og en fremgangsmåte for bruk av samme - Google Patents

Abstract

Den foreliggende oppfinnelse vedrører koblingsapparat (1) og en fremgangsmåte for å forbinde to borerørseksjoner i en streng (110) av borerørseksjoner sammenføyd av rørkoblinger, hvor koblingsapparatet (1) omfatter: - et første koblingsparti (3) forsynt med et første rør (30) med et første endeparti (32) og et andre endeparti (34), det første endeparti (32) er forsynt med en rørkobling (36) for sammenføying med en borerørseksjon; - et andre koblingsparti (5) forsynt med et andre rør (50) med et første endeparti (52) og et andre endeparti (54), det første endeparti (52) er forsynt med en rørkobling (56) for sammenføying med en borerørseksjon; idet det første og andre koblingsparti (3, 5) er anordnet til forskyvbart inngrep inntil det andre endeparti (34) av det første rør (30) er sammenføyd med det andre endeparti (54) av det andre rør (50), for å tilveiebringe en kontinuerlig boring gjennom apparatet (1), hvor apparatet (1) videre omfatter en inngrepsanordning (7) for løsbar festing av det første koblingsparti (3) til det andre koblingsparti (5) og overføring av, gjennom apparatet (1), en aksiallast i strengen (110) av borerørseksjoner, idet inngrepsanordningen (7) er forsynt med et justerbart styringsmiddel (9, 9') for styring av en aksiallast-bærende kapasitet for apparatet (1).

Description

KOBLINGSAPPARAT FOR Å FORBINDE TO BORERØRSEKSJONER OG EN FREMGANGSMÅTE FOR BRUK AV SAMME

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et frakoblingssystem for en borestreng som benyttes for å føre et verktøy inn i et ventiltre, et brønnhode eller en brønn, og som låses deri på en måte hvor borerøret er i en såkalt låst-til-bunnen-modus. Oppfinnelsen er særlig relatert til et nødfrakoblingssystem og også et system for styrt gjeninnkobling. Mer bestemt er den foreliggende oppfinnelse relatert til et koblingsapparat for å forbinde to borerørseksjoner i en streng av borerørseksjoner sammenføyd med rørkoblinger, idet koblingsapparatet omfatter: et første koblingsparti forsynt med et første rør som har et første endeparti og et andre endeparti, idet det første endeparti er forsynt med en andre rørkobling for sammenføying med en borerørseksjon; et andre koblingsparti forsynt med et rør som har et første endeparti og et andre endeparti, det første endeparti er forsynt med en rørkobling for sammenføying med en borerørseksjon; idet det første og andre koblingsparti er anordnet til forskyvbart inngrep inntil det andre endeparti av det første rør er sammenføyd med det andre endeparti av det andre rør, for å tilveiebringe en kontinuerlig boring gjennom apparatet.

I offshore-operasjoner hvor et borerør er i en låst-til-bunnen-modus fra et flytende fartøy, benyttes et hivkompensatorsystem for fartøyet for å opprettholde et konstant strekk i borerøret. Hvis det imidlertid oppstår en situasjon hvor kompensatoren låses, vil en hiv av fartøyet generere et svært høyt strekk i borerøret. Strekket i borerøret vil trolig bryte enten borerøret, forårsake alvorlig skade på ventiltreet eller brønnhodet eller på fartøyet. Uansett hvilken del som brytes eller skades i en slik situasjon, kan det oppstå fatale situasjoner.

For å unngå en slik fatal situasjon er det kjent å tilveiebringe et svakt punkt i bore-røret ovenfor et arbeidsområde for fartøyet ved å redusere tverrsnittsarealet av bore-røret ovenfor boredekket. Alternativt, eller i tillegg, kan en såkalt shear sub med begrenset kapasitet være anordnet inne i undervanns-BOP'n (Blow Out Preventer,

utblåsingssikring).

Både det svake punkt og skjærstussen har flere ulemper. Strekk-kapasiteten til det svake punkt må designes før tilveiebringelse av borestrengen. Strekk-kapasiteten kan ikke økes mens borestrengen er i operasjon, eller umiddelbart før igangsettelse av en installasjonsoperasjon. Videre representerer det svake punkt begrensninger for den samlede operasjon, særlig med hensyn på torsjons-, bøye- og strekk-kapasiteter. Det sistnevnte er en særlig ulempe hvis det oppstår et scenario med et fastkjørt borerør, hvor rørstrengen må frigjøres ved hjelp av trekking. En ytterligere stor ulempe er at det ikke er mulig på ny å gå inn i og fortsette operasjonen etter at en borestreng har blitt revet fra hverandre uten å hente opp borestrengen og bytte ut det brutte, svake punkt. Dette er en tidkrevende og kostbar operasjon. Enda en ytterligere ulempe er at strekk-kapasiteten til et svakt punkt må testes med hensyn på mekaniske egenskaper for rørmaterialet.

US 5382056 viser en kobling med en svak forbindelse for en streng av stigerør. Den svake forbindelse omfatter en armeringsanordning. Armeringsanordningen tillater at koblingen med den svake forbindelse deler seg ved en minimum aksialkraft kun når en operatør plasserer armeringsanordningen i en armert posisjon.

SU 560965 viser en hurtigutløsning for borerør hvor en forbindelse mellom to rør er tilveiebrakt ved hjelp av et hann- og hunnparti omfattende avsmalnende heliske gjenger. Forbindelsen frigjøres når en strekk-kraft er over en forhåndsinnstilt verdi.

US 3842914, US 2009/0301711 og US 3148894 viser forbindelser for borerør som aktiveres ved å slippe en gjenstand fra brønnens overflate.

Hensikten med oppfinnelsen er å avhjelpe eller redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk.

Hensikten oppnås i henhold til oppfinnelsen med de trekk som er angitt i beskrivelsen nedenfor og i de følgende krav.

I samsvar med et første aspekt av oppfinnelsen tilveiebringes det et koblingsapparat for å forbinde to borerørseksjoner i en streng av borerørseksjoner sammenføyd med rørkoblinger, hvor koblingsapparatet omfatter: - et første koblingsparti forsynt med et første rør som har et første endeparti og et andre endeparti, idet det første endeparti er forsynt med en rørkobling for sammen-føying med en borerørseksjon; - et andre koblingsparti forsynt med et andre rør som har et første endeparti og et andre endeparti, idet det første endeparti er forsynt med en rørkobling for sammen-føying med en borerørseksjon; - hvor det første og andre koblingsparti er anordnet til forskyvbart inngrep inntil det andre endeparti av det første rør er sammenføyd med det andre endeparti av det andre rør for å tilveiebringe en kontinuerlig boring gjennom apparatet, hvor apparatet videre omfatter en inngrepsanordning for løsbar festing av det første koblingsparti til det andre koblingsparti og overføring av, gjennom apparatet, en aksial last i strengen av borerørseksjoner, idet inngrepsanordningen er forsynt med et justerbart styringsmiddel for styring av en aksiallast-bærende kapasitet for apparatet.

Dette har den virkning at det justerbare styringsmiddel brukes til å stille inn strekk-kapasiteten for inngrepsanordningen og således den kraft hvor det første koblingsparti skilles fra det andre koblingsparti.

Inngrepsanordningen er videre i en foretrukket utførelsesform anordnet til løsgjøring samtidig som den opprettholder sin integritet. Inngrepsanordningen og dermed koblingsapparatet kan således igjen bringes i inngrep etter en frakobling uten å måtte bytte ut noen del av apparatet.

Det første koblingsparti omfatter fortrinnsvis et muffeparti som omgir i det minste det andre endeparti av røret derav, og som strekker seg utover nevnte andre endeparti, og det andre koblingsparti omfatter et tapp-parti for forflytting inn i muffepartiet inntil de andre endepartier av rørene er sammenføyd på en måte som tilveiebringer en kontinuerlig boring gjennom apparatet.

Inngrepsordningen kan omfatte minst ett gripemiddel anordnet inne i muffepartiet eller på tapp-partiet, idet gripemiddelet er forsynt med en hake eller en sperreanordning anordnet til å sneppe inn i en utsparing anordnet i det tapp-parti eller muffeparti som ikke har gripemiddelet når de andre endepartier av rørene tilveiebringer en kontinuerlig boring gjennom apparatet.

Dette har den virkning at gripemiddelet ikke tilveiebringer noen vesentlig motstand mot den innbyrdes aksiale bevegelse mellom det første koblingsparti og det andre koblingsparti inntil haken eller sperreanordningen snepper inn i utsparingen.

Gripemiddelet kan omfatte minst en arm som har en første ende og en andre ende, idet den første ende er festet til et parti av nevne muffeparti eller tapp-parti, og den andre ende er forsynt med nevnte hake eller sperreanordning.

Gripemiddelet kan således utgjøres av én eller flere fjærende armer eller fingre, hvor i det minste den andre ende av den minst ene arm er forspent mot tapp-partiet på en måte hvor haken presses inn i en innrettet korresponderende utsparing.

I en foretrukket utførelsesform er gripemiddelet anordnet inne i muffepartiet, og utsparingen er anordnet i tapp-partiet av apparatet.

Dette har den virkning at det potensielt sårbare gripemiddelet beskyttes inne i muffepartiet, samtidig som overflaten av tapp-partiet kan være forholdsvis slett og således mindre sårbar for skade før innsetting inn i muffepartiet.

Styringsmiddelet omfatter fortrinnsvis et bevegelig organ anordnet i et rom mellom muffepartiet og armen av gripemiddelet for å påvirke radial bevegelse av armen, idet det bevegelige organ er anordnet til bevegelse i en aksial retning av apparatet mellom en første posisjon og en andre posisjon.

Dette har den virkning at den aksiale lengde av armen av gripemiddelet som tillates å bevege seg radialt, forandres ved aksial bevegelse av det bevegelige organ. En kraft som er påkrevet for løsgjøring av haken fra utsparingen blir således forandret.

Det bevegelige organ kan være en hylse som ligger an mot et parti av armen til det minst ene gripemiddelet. Hylsen begrenser bevegelse av det parti av armen som strekker seg mellom den første ende av armen og hylsen. Lengden av armen som krager ut fra hylsen, styres således ved hjelp av hylsen. En slik hylse er fordelaktig når inngrepsanordningen er tilveiebrakt ved hjelp av en flerhet av armer anordnet med innbyrdes avstand i apparatet, det vil si fordi bevegelse av styringsmiddelet kan tilveiebringes samtidig ved hjelp av kun ett drivmiddel.

I noen driftssituasjoner kan det være ønskelig å tilveiebringe et fullstendig låst koblingsapparat som tilveiebringer en strekk-kapasitet som hovedsakelig korre-sponderer til strekk-kapasiteten for resten av borestrengen. En slik driftssituasjon kan være hvis det oppstår et scenario med en fastkjørt borestreng.

Det justerbare styringsmiddelet kan derfor videre omfatte en låseanordning for selektiv låsing av inngrepsanordningen i inngrep mellom den første koblingsanordning og den andre koblingsanordning, slik at det tilveiebringes en maksimum aksiallast-bærende kapasitet for apparatet. En slik maksimum lastbærende kapasitet vil i dette dokument også bli omtalt som "sterk modus".

Låseanordningen kan være en forskyvbar hylse anordnet til aksial bevegelse mellom en første, aktiv posisjon hvor hylsen begrenser en løsgjøring av inngrepsanordningen, og en andre, passiv posisjon hvor hylsen ikke begrenser løsgjøring av inngrepsanordningen. Når låsehylsen er i den passive posisjon, blir den lastbærende kapasitet for koblingsapparatet styrt kun av posisjonen til det bevegelige organ, og apparatet er i en "sikker modus" hvor koblingsapparatet er anordnet til å koble fra når det utsettes for en forhåndsbestemt aksial strekklast.

Som et alternativ til styringsmiddel av typen med forskyvbar hylse som omtalt ovenfor, kan styringsmiddelet omfatte et stempelarrangement bevegelig mellom en første posisjon og en andre posisjon, hvor den første ende av armen av gripemiddelet er forbundet til stempelarrangementet på en måte som tillater aksial bevegelse av gripemiddelet som styres av stempelarrangementet.

Det minst ene av det justerbare styringsmiddelet kan styres fra en fjerntliggende lokalisering, for eksempel fra et styringspanel i en avstand fra apparatet. Avhengig av typen av styringsmiddel som benyttes, styres styringsmiddelet med et fluid, med styringssignaler eller med elektrisk effekt som tilføres til en motor i apparatet.

Dette har den virkning at posisjonen til styringsmiddelet kan forandres under operasjon. I en foretrukket utførelsesform blir i det minste posisjonen til låseanordningen styrt fra en fjernliggende lokalisering. Den lastbærende kapasitet for apparatet kan således forandres til og fra den sterke modus.

I en utførelsesform justeres en posisjon av styringsmiddelet for å kompensere for eventuelle forandringer i trykket i et fluid i borerøret som går gjennom apparatet. Dette har den virkning at den lastbærende kapasitet for apparatet kan settes så lavt som mulig, hvilket minimerer støtkrefter som oppstår når apparatet løsgjøres.

Fortrinnsvis er i det minste ett av det første koblingsparti eller andre koblingsparti forsynt med et ledemiddel for innretting av koblingspartiene aksialt når tapp-partiet beveges inn i muffepartiet.

Dette har den virkning at det underletter et nytt inngrep etter en frakobling.

For å minimere forekomst av total separasjon av tapp-partiet fra muffepartiet etter at en frakobling har oppstått, kan muffepartiet være forsynt med et forlenget parti, et skjørt, forbundet til et endeparti av muffepartiet. Dette har den virkning at tapp-partiet kan bevege seg inne i skjørtet og i det minste grovinnrettes med muffepartiet selv i den frakoblede modus.

Fortrinnsvis er i det minste ett av de andre endepartier av rørene forsynt med en tettende anordning for å tilveiebringe en fluidtett skjøt. For å tilveiebringe et jevnt eller et rolig inngrep for de andre endepartier, og dermed minimere faren for å skade den tettende anordning, kan de andre endepartier være forsynt med en tetningsparti-innrettingsanordning som retter inn endepartiene koaksialt før inngrep.

En tetningsbeskyttelsesanordning kan videre omfatte en anti-rotasjonsanordning anordnet til å låse rørene for innbyrdes aksial rotasjon før inngrep. Dette har den virkning at endepartiet går i inngrep kun ved hjelp av aksial forskyvning, og ingen innbyrdes aksial rotasjon. Videre kan en slik anti-rotasjonsanordning være designet til å tilveiebringe en ønsket torsjonsbestandighet for apparatet. Denne inngrepsanordningen kan således være designet til kun å motstå aksiale krefter, og i hovedsak ingen torsjonskrefter.

I et andre aspekt av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det en fremgangsmåte for tilveiebringelse av en styrbar svak forbindelse (weak link) i en borestreng anordnet til å være i en låst-til-bunnen-modus, hvilken fremgangsmåte omfatter: - innsetting av et apparat i henhold til det første aspekt av den foreliggende oppfinnelse i en parti av borestrengen; og - tilveiebringelse av en aksial lastbærende kapasitet for apparatet ved justering av et styringsmiddel inne i apparatet, idet styringsmiddelet påvirker nevnte lastbærende kapasitet.

Styringsmiddelet kan justeres før eller etter innsetting av apparatet i borestrengen.

Et system som innbefatter apparatet i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan omfatte styringsmiddel anordnet til å tilveiebringe kommunikasjon med en valgfri fjernstyringsenhet omfattende et styringspanel. Kommunikasjonsmiddelet kan være ledninger og/eller slanger for henholdsvis elektrisk og/eller hydraulisk styringsmiddel/ luftstyringsmiddel som kan være anordnet i apparatet. En person med fagkunnskap innen teknikken vil forstå at med hensyn på utnyttelse i den foreliggende oppfinnelse, kan ethvert styringsmiddel som beskrives som elektrisk operert erstattes med et hydraulisk operert eller luft-operert styringsmiddel og omvendt.

Apparatet i henhold til den foreliggende oppfinnelse vil normalt bli anordnet i en borerørsammenstilling, en såkalt drill pipe stand, og satt i en såkalt derrick.

Som det vil bli beskrevet nedenfor kan en boringsisoleringsventil være anordnet i forbindelse med apparatet. I en utførelsesform kan ventilmodusen (åpen/stengt) styres ved hjelp av den innbyrdes posisjon mellom det første parti og det andre parti av apparatet. Boringsisoleringsventilen kan alternativt styres manuelt fra et styringspanel.

Når den er klar til å brukes, vil hele sammenstillingen bli brakt inn til arbeidsområdet (boredekket) og satt sammen med kjørestrengen. Under en slik operasjon er apparatet fortrinnsvis i sterk modus med lignende aksiallastbærende kapasitet som borerøret, med trykktetningsintegritet og med enhver boringsisoleringsventil i åpen posisjon - dersom en slik er installert. Når borestrengen er landet og er i låst-til-bunnen-modus, kan ethvert fjern styringssystem være forbundet til apparatet. Den aksiallast-bærende kapasitet til apparatet kan da justeres til en bestemt eller ønsket lastbærende kapasitet. Den bestemte lastbærende kapasitet er vanligvis basert på operasjonelle krav.

Under normal operasjon vil apparatet være i den sikre modus med ønsket last-bærende kapasitet inntil låst-til-bunnen operasjonen er ferdig.

I tilfelle av låsing av et fartøys hivkompensatorsystem samtidig med at det opptrer en oppoverrettet bevegelse av fartøyet, vil borestrengen bli utsatt for en økt aksial strekk-kraft. Hvis nevnte strekk-kraft overstiger den forhåndsinnstilte aksiale strekk-kraft-kapasitet for apparatet, vil det første parti og det andre parti dele seg eller frakobles øyeblikkelig. I en utførelsesform vil det nedre parti av apparatet stenge isoleringsventilen og dermed opprettholde ethvert trykk inne i den delte borestrengen. Det nedre parti av borestrengen kan muligens falle, dvs. bevege seg ned på grunn av tap av strekk i borerøret. Hele den delte strengen vil således bli selvstående og utsettes for kompresjon. Det er valgfritt tilveiebrakt en fastgjøringsinnretning anordnet til å unngå at borerøret fallet gjennom senterområdet for boringen (rotasjons-bordet). Dette er av særlig interesse hvis borestrengen kjøres i åpen sjø hvor det ikke finnes noen sidestøtte, som for eksempel et marint stigerørssystem, som fastgjør borerøret. Et øvre parti av apparatet (det første eller andre parti) vil bevege seg opp/ned og følge riggens bevegelser.

Når fartøyets hivkompensatorsystem er reparert etter en låsing, blir den øvre del av den svake forbindelse satt til gjeninnkobling. En slik gjeninnkobling blir fortrinnsvis utført ved å forflytte det øverste parti av apparatet koaksialt inn i inngrep med det nederste parti av apparatet. En isoleringsventil i borestrengen kan da åpnes.

For å verifisere korrekt inngrep av de to partier av apparatet, kan det utføres en sikkert-trekk-test (safe pull test). En trykktest av systemet kan også utføres for å

verifisere trykkintegritet for apparatet.

I det følgende beskrives eksempler på foretrukne fremgangsmåter og utførelsesformer illustrert på de ledsagende tegninger, hvor: Fig. 1 viser en prinsippskisse av et parti av et borerør-heisesystem som innbefatter koblingsapparatet i henhold til den foreliggende oppfinnelse; Fig. 2 viser i en større målestokk en generell skisse av koblingsapparatet vist på fig. 1, idet apparatet er i en koblet modus; Fig. 3 viser apparatet på fig. 2 i en frakoblet eller separert modus; Fig. 4a viser et tverrsnittsriss av et apparat omfattende et første parti og et andre parti, hvor det første parti er forbundet til det andre parti ved hjelp av en inngrepsanordning, og hvor et styringsmiddel er i en første posisjon og tilveiebringer en laveste aksialstrekk-kapasitet i sikker modus for apparatet; Fig. 4b viser det samme som fig. 4a, bortsett fra styringsmiddelet som er i en andre posisjon og tilveiebringer en høyeste aksialstrekk-kapasitet i sikker modus for apparatet; Fig. 4c viser apparatet på fig. 4b etter at løsgjøring mellom det første parti og det andre parti har startet; Fig. 4d viser i mindre målestokk apparatet på fig. 4c når det første parti i hovedsak er atskilt fra det andre parti; Fig. 4e viser apparatet på fig. 4a i sterk modus hvor en låseanordning er i en posisjon hvor den tilveiebringer et låst inngrep mellom det første parti og det andre parti; Fig. 5a viser et tverrsnittsriss av en alternativ utførelsesform av styringsmidlene vist på fig. 4a-4d, hvor det første parti av apparatet er forbundet til det andre parti ved hjelp av inngrepsanordningen; Fig. 5b viser apparatet på fig. 5a etter at løsgjøring mellom det første parti og

andre parti har startet; og

Fig. 5c viser apparatet på fig. 5b når det første parti er atskilt fra det andre parti.

Posisjonsangivelser så som "nede", "øvre", "venstre", "høyre", osv., refererer til innbyrdes posisjoner vist på tegningene.

De samme henvisningstall brukes for identiske, lignende eller korresponderende deler.

På tegningene angir henvisningstall 1 et koblingsapparat i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Apparatet 1 er innrettet til å forbinde to borerørseksjoner i en streng av borerør 110, og danner en del derav, som vist på fig. 1.

Når borerøret 110 benyttes til å transportere et verktøy inn i et undersjøisk system, så som en brønn, et brønnhode eller et ventiltre 112, og fast forbundet (låst) dertil, er borerøret 110 i en såkalt låst-til-bunnen-modus. Avstanden mellom et flytende fartøy (ikke vist) omfattende et boretårn 103 og nevnte undersjøiske system 112 vil variere på grunn av bølger og tidevannssyklus. For å tilveiebringe et hovedsakelig konstant strekk i borerøret 110, er det forbundet til et hivkompensatorapparat 111 som bæres av boretårnet 103, med utstrekning fra et boredekk 101 til det flytende fartøy eller rigg. Borerøret 110 er anordnet til å roteres ved hjelp av et toppdrevet rotasjons-system (top drive) 104, som det vil forstås av en person med fagkunnskap innen teknikken.

I en situasjon med svikt i hivkompensatorapparatet 111 samtidig som fartøyet beveges oppover, kan enten det undersjøiske system 112, borerøret 110 eller andre deler av utstyret på fartøyet bli alvorlig skadet. Slik skade kan forårsake dødsulykker, hvilket vil forstås av en person med fagkunnskap innen teknikken.

Et av formålene med apparatet er å tilveiebringe en styrbar "svak forbindelse" for et borerør eller -streng 110 som er låst til bunnen fra et flytende fartøy.

Fig. 2 og fig. 3 viser i en større målestokk en generell skisse av koblingsapparatet 1 vist på fig. 1. Apparatet omfatter et første koblingsparti 3 forsynt med et rør 30 med et første endeparti 32 og et andre endeparti 34, som vist for eksempel på fig. 3. Det første endeparti 32 er forsynt med en rørkobling 36 for sammenføying med en borerørseksjon 110, som vist på fig. 1. Apparatet 1 omfatter videre et andre koblingsparti 5 forsynt med et rør 50 som har et første endeparti 52 og et andre endeparti 54, som vist for eksempel på fig. 3. Det første endeparti 52 er forsynt med en rørkobling 56 for sammenføying med en borerørseksjon 110, som vist på fig. 1. Apparatet 1 er således anordnet til å settes inn mellom to borerør 110 i en borestreng.

I de viste utførelsesformer omfatter det første koblingsparti 3 et muffeparti 38 som er anordnet til mottak av en del av det andre koblingsparti 5 som omfatter et tapp-parti

58. Muffe/tapp-konfigurasjonene kan imidlertid anordnes omvendt.

Muffepartiet 38 og tapp-partiet 58 er anordnet til forskyvbart inngrep inntil det andre endeparti 34 av det første rør 50 er sammenføyd med det andre endeparti 54 av det andre rør 50, for å tilveiebringe en kontinuerlig boring gjennom apparatet 1, som vist på fig. 2. Når apparatet utsettes for en strekk-kraft som overstiger en forhåndsbestemt verdi, vil imidlertid muffepartiet 38 og tapp-partiet 58 gå fra hverandre, som vist på fig. 3.

I utførelsesformen vist på fig. 1 og fig. 2 er en boringsisoleringsventil 117 anordnet i en boring 50 i tapp-partiet 58. Boringsisoleringsventilen 117 kan være en såkalt kommersielt tilgjengelig drivrørsventil (Kelly cock valve).

Boringsisoleringsventilen 117 kan opereres manuelt ved hjelp av et verktøy så som en sekskantnøkkel, eller ved hjelp av en aktuator styrt fra en styringsenhet 115 (se fig. 1), for eksempel via en styringsledning 124, som det vil forstås av en person med fagkunnskap innen teknikken.

Alternativt, eller i tillegg til det ovenstående, kan boringsisoleringsventilen 117 være forsynt med en aktuatormekanisme 119 styrt av det innbyrdes forholdet mellom det første parti 3 og det andre parti 5 av apparatet 1 på en måte som stenger ventilen 117 når apparatet 1 deles opp, og åpner ventilen 117 når apparatet 1 igjen går i inngrep.

På fig. 1 vises også en såkalt innpumpings-T 118 med tilknyttede ventiler, som det vil forstås av en person med fagkunnskap innen teknikken. Andre konfigurasjon kan være med et såkalt cement stand set up, av i og for seg kjent art.

Kraften hvor apparatet 1 deler seg eller løsgjøres styres ved hjelp av en inngrepsanordning 7 som er forsynt med et justerbart styringsmiddel 9 for styring av en lastbærende kapasitet for inngrepsanordningen 7. Det justerbare styringsmiddel 9 vil bli forklart i detalj nedenfor med henvisning til fig. 4a-4e, som illustrerer et tverrsnittsriss av en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse, og fig. 5a-5c, som illustrerer tverrsnittsriss av en alternativ utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse.

På fig. 4a-4e omfatter inngrepsanordningen 7 gripemiddel 70 anordnet inne i muffepartiet 38. I den viste utførelse omfatter gripemidlene 70 fingre eller armer 74 (to er vist på tverrsnittsrissene) som har en første ende 76 og en andre ende 78. Den første ende 76 av hver arm 74 er festet til muffepartiet 38 med et hvilket som helst egnet forbindelsesmiddel, så som f.eks. sveising eller et mekanisk festemiddel. Det andre endeparti 78 er forsynt med en hake 72. Haken 72 er anordnet til å sneppe inn i en utsparing 59 i tapp-partiet 58 når det andre endepartiet 34 av det første røret 30 i hovedsak er fullstendig sammenføyd med det andre endepartiet 54 av det andre røret 50, som vist på fig. 4a og fig. 4b.

I utførelsesformen vist på fig. 4a-4e er utsparingen 59 formet komplementær til haken 72. Videre er haken 72 forsynt med en fremre kant 73 som skrår i forhold til en lengdeakse i apparatet 1 fra et endeparti av armen 74 mot tapp-partiet 58, og en bakre kant 73" som skrår innover mot tapp-partiet 58 og den første ende 76 til armen 74.

I den viste utførelsesform er skråstillingen (dvs. vinkelen i forhold til lengdeaksen i apparatet 1) til den fremre kant 73 mindre enn skråstillingen til den bakre kant 73'. Årsaken til dette er at den fremre kant 73 er en føring for bøying av armen 74 radialt utover når tapp-partiet 58 skyves eller settes inn i muffepartiet 38 av apparatet 1, eksempelvis fra posisjonen vist på fig. 4d til posisjonen vist på fig. 4a. Den bakre kant 73' og den komplementære overflate av utsparingen 59 i tapp-partiet 58 tilveiebringer et middel for overføring av en strekklast ført gjennom apparatet 1. Jo større skråstillingen er, jo mindre er således den radiale komponent av en strekk-kraft som presser haken 72 ut av utsparingen 59. Skråstillingen må imidlertid være mindre enn 90° i forhold til lengdeaksen i apparatet 1 for å være i stand til å løsgjøre muffepartiet 36 fra tapp-partiet 56 simpelthen ved å utsette apparatet 1 for en strekk-kraft.

En lastbærende kapasitet for apparatet 1 kan således styres ved hjelp av skråstillingen til den bakre kant 37' av haken 72, ved antallet av haker 72 i inngrep med utsparinger 59 og også med stivhet av og/eller den forbelastende kraft fra armen 74 mot tapp-partiet 58. En slik løsning ville imidlertid ikke tillate justering av den last-bærende kapasitet til apparatet 1, i det minste ikke uten fullstendig eller delvis frakobling av tapp-partiet 58 fra muffepartiet 38.

For å være i stand til å styre den lastbærende kapasitet til apparatet 1 uavhengig av den innbyrdes posisjon av det første parti 3 og det andre parti 5, er apparatet 1 forsynt med et justerbart styringsmiddel 9.

På fig. 4a-4e utgjøres det justerbare styringsmiddel 9 av et bevegelig organ 90 anordnet i et rom 92 anordnet mellom muffepartiet 38 og armen 74 av gripemiddelet 70. Det bevegelige organ 90 ligger an mot et parti av armen 74 på en måte som påvirker lengden av en utkragende del av armen 74 som tillates for radial bevegelse.

I den viste utførelsesform er det bevegelige organ 90 en hylse som ligger an mot et parti av begge de viste armer 74. Posisjonen til hylsen 90 kan således styres med kun ett justeringsmiddel 94. Justeringsmiddelet 94 omfatter en motor 96 som er forbundet til en drivaksel 96', for eksempel ved hjelp av en spindeldrift, hvilket vil forstås av en person med fagkunnskap innen teknikken. En av fordelene med å bruke en motor 96 er at justeringen kan fjernstyres på en måte som i og for seg er kjent.

Det skal bemerkes at i en alternativ utførelsesform (ikke vist) er justeringsmiddelet tilveiebrakt uten motoren 96 vist på fig. 4a-4e. Justering av posisjonen av hylsen 90 kan i en slik utførelsesform utføres for eksempel ved bruk av en skruanordning, så som en manuell eller motordrevet skrutrekker eller en momentnøkkel.

I utførelsesformen vist på fig. 4a-4e er posisjonen til det bevegelige organ 90 inne i apparatet 1 vist ved hjelp av en indikatorstang 98 som er forbundet til et parti av det bevegelige organ 90, og som strekker seg gjennom en åpning i muffepartiet 38.

Angivelser av posisjonen og/eller lastbærende kapasitet kan være påtrykket indikatorstangen 98 på en måte som tillater en operatør å fremskaffe informasjon om posisjonen til det bevegelige organ 90, og således kapasiteten til apparatet 1. Alternativt eller i tillegg er indikatorstangen 98 forsynt eksempelvis med digitale signal-midler, som i og for seg er kjent. Et signal fra det digitale signalmiddel kan sendes til en styringsenhet 115 (se fig. 1) som styrer motoren 96 for styringsmiddelet 94. En slik styring kan være automatisk eller manuell via et styringspanel i styringsenheten 115.

I utførelsesformen vist på fig. 4a-4e kan muffepartiet 38 videre være forsynt med en port (ikke vist) for å kommunisere et fluid inne i borerørene 30, 50 som går gjennom apparatet 1, til en trykksensor (ikke vist), hvilket i og for seg er kjent. Fluidtrykket som overvåkes kan kommuniseres med fjernstyringsenheten 115. Alternativt kan trykkmålere (ikke vist) i riggens sirkulasjonssystem være tilkoblet til fjernstyringsenheten 115. Fjernstyringsenheten 115 kan være anordnet til automatisk å justere posisjonen til hylsen 90 ved hjelp av motoren 96 for å kompensere for eventuelle trykkforandringer inne i rørene 30, 50. For eksempel vil hylsen 90 bli justert i en retning mot det andre endeparti 78 av armen 70 når trykket inne i rørene 30, 50 øker (og således resulterer i en økt se pa rasjons kraft). Når trykket inne i rørene 30, 50 reduseres, f.eks. tappes ned, styrer styringsenheten 115 da motoren 96 til automatisk å justere hylsen 90 tilbake til den opprinnelige posisjon, som før trykket ble økt. Et automatisk system som omtalt ovenfor vil normalt være forsynt med overstyrings-midler for manuell styring av systemet.

Når apparatet 1 er forsynt med en trykksensor som omtalt ovenfor, kan justeringen av posisjonen til hylsen 90 for å kompensere for eventuelle trykkforandringer i rørene 30, 50 alternativt utføres manuelt enten fra et styringspanel i styringsenheten 115 eller manuelt ved justering av posisjonen til hylsen 90, som forklart ovenfor.

Justering av den aksiale strekk-kraften for sikker frigjøring, dvs. den lastbærende kapasitet til apparatet 1, kan således tilpasses til operasjonelle krav ved enhver tid og settes så lav som mulig for i det minste å redusere de krefter som opptrer når apparatet 1 deler seg.

For ytterligere å redusere eventuelle støt som kan påvirke det toppdrevne rotasjons-system 104 og boretårnet 103, kan en støtdemper (ikke vist), kommersielt tilgjengelig på markedet, installeres mellom apparatet 1 og hivkompensatorapparatet 111 vist på fig. 1.

Aksiale kompresjonslaster innført gjennom borerørstrengen 110 kan tas opp eller absorberes ved hjelp av en såkalt foringsrør-landout-sammenstilling som offentliggjort i publikasjon WO 2009142509. Slike aksiale kompresjonslaster vil opptre i en situasjon hvor riggen beveger seg nedover samtidig som det oppstår en låsing av kompensatoren.

På fig. 4a-4e omfatter de justerbare styringsmidler 9 videre en låseanordning 9'. I den viste utførelsesform er låseanordningen 9' en låsehylse 90'. Låsehylsen 90' er forskyvbar mellom en aktiv posisjon og en passiv posisjon. I den aktive posisjon (vist på fig. 4e) ligger låsehylsen 90' an mot endepartiet 78 av armen 74 på en måte som hindrer radial, utoverrettet bevegelse av haken 72 inn i et ringrom 92', og således hindrer haken 72 i å løsgjøres fra utsparingen 59. Således har apparatet 1 på fig. 4e en maksimum aksiallast-bærende kapasitet som er foretrukket under kjøring, drift og trekking. Apparatet 1 på fig. 4e er i "sterk modus".

I den passive posisjon vist på fig. 4a-4d er låsehylsen 90" trukket tilbake fra armen 74, og påvirker følgelig ikke inngrepsanordningen 7. Apparatet 1 på fig. 4a-4d er i "sikker modus" når den lastbærende kapasitet styres ved hjelp av hylsen 90 som ligger an mot et parti av armen 74.

I den passive posisjon kan haken 72 bevege seg radialt utover og inn i ringrommet 92'.

Posisjonen til låsehylsen 90' er i den viste utførelsesform hydraulisk styrt gjennom porter 95 og fjernstyrt eksempelvis ved hjelp av styringspanelet 115 og via slanger 116 på en måte som i og for seg er kjent. I en alternativ utførelse styres låsehylsen 90' ved hjelp av en elektrisk drevet aktuator (ikke vist), som for eksempel ligner styringsmiddelet 9 omfattende en motor og stang for å bevege hylsen 90.

Som vist på figurene er hylsen 90 bevegelig mellom en første posisjon (med maksimum utkragende arm 74) og en andre posisjon (med minimum utkragende arm 74). I en alternativ utførelse (ikke vist) er hylsen 90 anordnet til å bevege seg hele lengden av armen 74, slik at hylsen 90 i den andre posisjon ligger an mot endepartiet av armen 74 på en måte som hindrer løsgjøring av haken 72 fra utsparingen 59. Apparatet 1 har således en maksimum aksiallast-bærende kapasitet som er foretrukket under kjøring, testing og trekking. I denne alternative utførelse kan det være at låsehylsen 90' ikke er nødvendig.

Figurene 5a-5c viser en alternativ utførelse av apparatet 1. Hovedforskjellen fra utførelsesformene vist på fig. 4a-4e er at styringsmiddelet 9 omfatter et stempelarrangement 90" istedenfor det bevegelige organ eller hylse 90.

Stempelarrangementet 90" er bevegelig mellom en første eller aktiv posisjon og en andre eller passiv posisjon inne i et fluidkammer 92 ved hjelp av et hydraulikkfluid på en måte som i og for seg er kjent.

Den første ende av armen 74 av gripemiddelet 70 er på fig. 5a-5c forbundet til stempelarrangementet 90" på en måte hvor aksial bevegelse av gripemiddelet 70 styres av stempelarrangementet 90". Stempelarrangementet 90" omfatter et stempel 910 og en stempelstang 911. En kommersielt tilgjengelig sikkerhetsventil (ikke vist) åpner og ventilerer hydraulikkfluid for å tillate bevegelse av stempelet 910.

Den lastbærende kapasitet til stempelarrangementet 90" styres ved å styre det hydrauliske trykk inne i kammeret 92 på en måte som forstås av en person med fagkunnskap innen teknikken. En ventilasjonsboring 91 tilveiebringer fluidkommu-nikasjon inn i kammeret 92 mellom utsiden av apparatet 1 og kammeret 92.

Når en aksial strekk-kraft overført fra tapp-partiet 58, via haken 72, armen 74 og stempelstangen 911 til stempelet 910 overstiger den lastbærende kapasitet tilveiebrakt av et fluid inne i kammeret 92, vil stempelarrangementet 90' og således gripemiddelet 70 bevege seg nedover inne i et rom 38', som vist på fig. 5b.

På fig. 5b har stempelstangen 911 forflyttet haken 72 mot en skråstilt overflate 39 anordnet i muffepartiet 38 og radialt utenfor utsparingen 59 i tapp-partiet 58, slik at innbyrdes aksial forflytting av tapp-partiet 58 i forhold til muffepartiet 38 har funnet

sted.

Det hydrauliske trykk inne i kammeret 92 kan også brukes til å frakoble tapp-partiet 58 fra muffepartiet 38 uavhengig av den aksiale last som er overført gjennom apparatet 1.

Figur 5c viser apparatet 1 på fig. 5a og 5b etter frakobling av tapp-partiet 58 fra muffepartiet 38.

Den lastbærende kapasitet til apparatet 1 vist på fig. 5a og 5b overvåkes ved hjelp av overvåking av trykket inne i fluidkammeret 92. Den lastbærende kapasitet kan styres ved hjelp av styringspanelet 115 vist på fig. 1, og som omtalt ovenfor.

En av fordelene ved apparatet 1 i henhold til den foreliggende oppfinnelse er at integriteten til apparatet opprettholdes etter frakobling. Dette betyr at tapp-partiet 58 på ny kan kobles til muffepartiet 38 simpelthen ved å skyve de to koblingspartier 38, 58 sammen inntil haken 72 av gripemidlene 70 snepper inn i utsparingen 59 i tapp-partiet 58.

For å lette en slik gjeninnkobling eller fornyet inngrep, er apparatet 1 forsynt med ledemidler 35, 35' for innretting av koblingspartiene 3, 5 koaksialt når tapp-partiet 58 forflyttes inn i muffepartiet 38. Ledemidlene 35' er vist på fig. 4d.

I utførelsesformen vist på fig. 4a-4e og 5a-5c omfatter ledemidlene 35, 35' et traktparti 35 anordnet ved en endeflanke av muffepartiet 38 vendende mot tapp-partiet 58. Videre omfatter ledemidlene 35, 35' en tetningsparti-innrettingsanordning 35' anordnet i umiddelbar nærhet av det andre endeparti 54 av røret 50 av tapp-partiet 58. Det primære formål med tetningsparti-innrettingsanordningen 35' er å beskytte eller i det minste minimere faren for å skade en tettende anordning 54' (se fig. 4d) anordnet ved det andre endeparti 54 av røret 50 i tapp-partiet 58. I den viste utførelsesform får tetningsparti-innrettingsanordningen 35' på tapp-partiet 58 kontakt med et motagende parti 35" (se fig. 4d) i muffepartiet 38 før kontakt mellom endepartiene 34, 54 av rørene 30, 50 inntreffer.

Ettersom apparatet 1 ifølge den foreliggende oppfinnelse er anordnet til gjentagende gjeninnkoblinger etter gjentagende frakoblinger, er det ønskelig å redusere bevegelsesbanen til den tettende anordning 54' inne i det andre endeparti av røret 30 i muffepartiet 38. Tetningsparti-innrettingsanordningen 35' er derfor forsynt med en anti-rotasjonsanordning som passer komplementært til et mottaksparti 35". I utførelsen vist på fig. 4d er anti-rotasjonsanordningen utformet sekskantet. Enhver ikke-sirkulær form kan imidlertid brukes for å hindre innbyrdes aksial rotasjon mellom rørene 30, 50.

Anti-rotasjonsanordningen er også påkrevet for å være i stand til å overføre en torsjonskraft gjennom apparatet 1.

For å opprettholde i det minste en omtrentlig aksial innretting av tapp-partiet 58 med muffepartiet 38 etter at en frakobling har oppstått, kan muffepartiet 38 videre være forsynt med et forlenget ledeparti 38' som er forbundet til og strekker seg fra et endeparti av muffepartiet 38, som vist på fig. 4d. Ledepartiet 38' kan sikre at tapp-partiet 58 føres mot traktpartiet 35, selv om muffepartiet 38 og tapp-partiet er aksialt atskilt. Ledepartiet 38' kan utgjøres av ett element eller to eller flere elementer anordnet i serie. I én utførelsesform (ikke vist) har ledepartiet 38' en aksial lengde hovedsakelig tilsvarende lengden av tapp-partiet 58. Ledepartiet 38' kan imidlertid være kortere (som vist på fig. 4d) eller lengre enn tapp-partiet 58.

Claims (17)

1. Koblingsapparat (1) for å forbinde to borerørseksjoner i en streng (110) av borerørseksjoner sammenføyd av rørkoblinger, hvor koblingsapparatet (1) omfatter: - et første koblingsparti (3) forsynt med et første rør (30) med et første endeparti (32) og et andre endeparti (34), hvor det første endeparti (32) er forsynt med en rørkobling (36) for sammenføying med en borerørseksjon; - et andre koblingsparti (5) forsynt med et andre rør (50) med et første endeparti (52) og et andre endeparti (54), det første endeparti (52) er forsynt med en rørkobling (56) for sammenføying med en borerørseksjon; idet det første og andre koblingsparti (3, 5) er anordnet til forskyvbart inngrep inntil det andre endeparti (34) av det første rør (30) er sammenføyd med det andre endeparti (54) av det andre rør (50) for å tilveiebringe en kontinuerlig boring gjennom apparatet (1),karakterisert vedat apparatet (1) videre omfatteren inngrepsanordning (7) for løsbar festing av det første koblingsparti (3) til det andre koblingsparti (5), og overføring av, gjennom apparatet (1), en aksiallast i strengen (110) av borerørseksjoner, inngrepsanordningen (7) er forsynt med et justerbart styringsmiddel (9, 9') for styring av en aksiallast-bærende kapasitet for apparatet (1).

2. Koblingsapparat (1) som angitt i krav 1, hvor det første koblingsparti (3) omfatter et muffeparti (38) som omgir i det minste det andre endeparti (34) av røret (30) derav, og som strekker seg utover nevnte andre endeparti (34), og det andre koblingsparti (5) omfatter et tapp-parti (58) for forflytting inn i muffepartiet (38) inntil de andre endepartier (34, 54) av rørene (30, 50) er sammenføyd på en måte som tilveiebringer en kontinuerlig boring gjennom apparatet (1).

3. Koblingsapparat som angitt i krav 2, hvor inngrepsanordningen (7) omfatter minst et gripemiddel (70) anordnet inne i muffepartiet (38) eller på tapp-partiet (58), hvor gripemiddelet (70) er forsynt med en hake (72) anordnet til å sneppe inn i en utsparing (59) anordnet i tapp-partiet (58) eller muffepartiet (38) som ikke har gripemiddelet (70) når de andre endepartier (34, 54) av rørene (30, 50) tilveiebringer en kontinuerlig boring gjennom apparatet (1).

4. Koblingsapparat som angitt i krav 3, hvor gripemiddelet (70) omfatter minst en arm (74) med en første ende (76) og en andre ende (78), hvor den første ende (76) er festet til et parti av nevnte muffeparti (38) eller tapp-parti (58), og hvor den andre ende (78) er forsynt med haken (72).

5. Koblingsapparat (1) som angitt i krav 3 eller 4, hvor gripemiddelet (70) er anordnet inne i muffepartiet (38), og utsparingen (59) er anordnet i tapp-partiet (58).

6. Koblingsapparat som angitt i krav 4, hvor styringsmiddelet (9) omfatter et bevegelig organ (90) anordnet i et rom (92) mellom muffepartiet (38) og armen (74) av gripemiddelet (70) for å påvirke radial bevegelse av armen (74), idet det bevegelige organ (90) er anordnet til bevegelse i en aksial retning av apparatet (1) mellom en første posisjon og en andre posisjon.

7. Koblingsapparat (1) som angitt i krav 6, hvor det bevegelige organ (90) er en hylse som ligger an mot kun et parti av armen (74) av det minst ene gripemiddel (70).

8. Koblingsapparat (1) som angitt i krav 1 og 6, hvor det justerbare styringsmiddel (9) videre omfatter en låseanordning (9") for selektiv låsing av inngrepsanordningen (7) i inngrep mellom den første koblingsanordning (3) og den andre koblingsanordning (5), hvilket tilveiebringer en maksimum aksiallast-bærende kapasitet for apparatet (1).

9. Koblingsapparat (1) som angitt i krav 8, hvor låseanordningen (9') er en forskyvbar hylse (9') anordnet til aksial bevegelse mellom en aktiv posisjon hvor hylsen (9') begrenser en løsgjøring av inngrepsanordningen (7) og en passiv posisjon hvor hylsen (9') ikke begrenser løsgjøring av inngrepsanordningen (7).

10. Koblingsapparat (1) som angitt i krav 4 og 5, hvor styringsmiddelet (9) omfatter et stempelarrangement (90') bevegelig mellom en første posisjon og en andre posisjon, den første ende (76) av armen (74) av gripemiddelet (70) er forbundet til stempelarrangementet (90') på en måte hvor den aksiale bevegelse av gripemiddelet (70) styres av stempelarrangementet (90').

11. Koblingsapparat (1) som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, hvor minst ett av de justerbare styringsmidler (9, 9') styres fra en fjerntliggende lokalisering.

12. Koblingsapparat (1) som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, hvor minst ett av det første koblingsparti (3) eller det andre koblingsparti (5) er forsynt med et ledemiddel (35) for innretting av koblingspartiene (3, 5) koaksialt.

13. Koblingsapparat (1) som angitt i krav 1, hvor det minst ene av de andre endepartier (34, 54) av rørene (30, 50) er forsynt med en tettende anordning for tilveiebringelse av en fluidtett skjøt, og en tetningsparti-innrettingsanordning (80) som innretter endepartiene (34, 54) koaksialt før inngrep.

14. Koblingsapparat (1) som angitt i krav 13, hvor tetningsbeskyttelses-anordningen videre omfatter en anti-rotasjonsanordning anordnet til låsing av rørene for innbyrdes aksial rotasjon før inngrep.

15. Fremgangsmåte for tilveiebringelse av en styrbar svak forbindelse i en borestreng anordnet til å være i en låst-til-bunnen-modus, karakteris ert ved at fremgangsmåten omfatter: - innsetting av et apparat som angitt i krav 1 i et parti av borestrengen (110); og - tilveiebringelse av en aksiallastbærende kapasitet for apparatet ved justering av et styringsmiddel (9, 9') inne i apparatet (1), idet styringsmiddelet påvirker nevnte lastbærende kapasitet.

16. Fremgangsmåte som angitt i krav 15, hvor fremgangsmåten videre omfatter igjen å bringe et første parti (3) av apparatet (1) i inngrep med et andre parti (5) av apparatet (1) etter en frakobling.

17. Fremgangsmåte som angitt i krav 15, hvor fremgangsmåten videre omfatter: - overvåking av et trykk i et fluid inne i rør (30, 50) som går gjennom apparatet (1); og - kompensering av den lastbærende kapasitet for apparatet (1) for en forandring i fluidtrykket.