NO20121160A1 - Maling av relative omdreininger og forflytning av undersjoiske setteverktoy - Google Patents

Abstract

Det er beskrevet et setteverktøy (29) som genererer signaler som reaksjon på innsetting av en undersjøisk brønnhodeanordning (31), som samsvarer med den faktiske dreining og forflytning av setteverktøyet i det undersjøiske brønnhodet. Setteverktøyet omfatter en kodeinnretning (63, 67, 69) som genererer et signal tilsvarende antallet dreininger av en stamme (37) i setteverktøyet i forhold til setteverktøyets legeme (35). Setteverktøyet har også en aksial forflytningsføler (71) som genererer et signal tilsvarende den aksiale forflytning av et stempel (39) i setteverktøyet i forhold til legemet. Signalene kommuniseres til overflaten ved å bruke en akustisk sender (77) plassert på setteverktøyet og en akustisk mottaker (79) plassert næren boreplattform (11) på overflaten. Signalene blir kommunisert fra mottakeren til en operatørgrensesnittanordning (83) for videre kommunikasjon på en måte som forstås av en operatør.

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

1. Oppfinnelsens område

[0001]Denne oppfinnelse gjelder generelt undersjøiske setteverktøy og særlig avføling av et undersjøisk setteverktøys relative omdreininger og relativ forflytning på og under gjørme- eller sjøbunnsnivåer.

2. Kort beskrivelse av relatert teknikk

[0002]Ved undersjøiske operasjoner flyter en overflateplattform generelt over et område som det skal bores i. Overflateplattformen setter da ut et borestigerør som strekker seg fra overflateplattformen til et brønnhode plassert på sjøbunnen. Borestigerøret tjener som en livline mellom farkosten og brønnhodet ettersom de fleste boreoperasjoner utføres gjennom borestigerøret. Når det for brønnen behøves anordninger, slik som foringsrørhengere, brohengere, forseglinger, slitebøssinger og lignende, føres de fra overflaten av farkosten på en settestreng gjennom stigerøret, gjennom brønnhodet og inn i brønnhullet. Vekt, dreining og hydraulisk trykk kan brukes for å plassere og sette i gang disse anordninger. Av denne grunn er det viktig å kjenne til det relative antall omdreining og forflytningen av setteverktøyet i det undersjøiske miljø, med en viss spesifisitet. Kjennskap til denne informasjon gjør det mulig for operatører å vite at anordningen har nådd den formålstjenlige posisjon i brønnhullet og er satt i gang på riktig måte. Dette gjennomføres typisk ved å overvåke antallet omdreininger av settestrengen og forflytningen av settestrengen, på overflateplattformen.

[0003]Fordi overflateplattformer flyter over det undersjøiske brønnhode utsettes det for virkninger fra havstrømmer og -vinder. Til tross for forsøk på å forankre stigerøret til sjøbunnen vil havstrømmer og -vinder skyve på overflateplattformer slik at de ikke forblir fullstendig stasjonære over brønnhodet. I tillegg utsettes selve stigerøret for bevegelse som skyldes havstrømmer. Av denne grunn vil stigerøret ikke forbli helt vertikalt mellom brønnhodet og overflateplattformen. I stedet vil stigerøret "gå i en bue" som reaksjon på farkostens posisjon i forhold til brønn-hodet og virkningene fra strømmen på de uforankrede stigerørseksjoner som strekker seg mellom endene av stigerørstrengen forankret ved overflate plattformen og ved brønnhodet. Ettersom steder på stadig dypere vann blir undersøkt, blir problemet forverret.

[0004]Ettersom stigerøret krummer seg vil settestrengen som passerer gjennom stigerøret komme i kontakt med stigerøret i stedet for å forbli koaksialt inne i stigerøret. På de steder hvor settestrengen kommer i kontakt med stigerørsveggen blir settestrengen holdt igjen og overfører noe av den operasjonelle vekt og dreiemoment påført settestrengen ved overflateplattformen, fra settestrengen til stige-røret. Således blir det dreiemoment og den vekt som faktisk påføres anordningen i brønnhullet mindre enn det totale dreiemoment og vekten påført ved overflateplattformen. Denne forskjell med hensyn til det relative antall omdreininger og forflytningen av setteverktøyet sammenlignes med antallet omdreininger og forflytningen av settestrengen på overflaten.

[0005]I tillegg kan forskjellen med hensyn til antallet omdreininger og forflytning påført på overflaten og antallet omdreininger og forflytning ved setteverktøyet realiseres på grunn av lengden av settestrengen. Settestrengen kan strekke seg tusener av fot gjennom stigerøret mellom brønnhodet og overflaten. Når de dreies kan segmentene i settestrengen vri seg i forhold til hverandre, slik at en del av hver omdreining absorberes av settestrengen. Likeledes blir en viss aksial forflytning absorbert ved forflytning av settestrengsegmentene i forhold til hverandre. Således kan de omdreininger og den forflytning som påføres ved overflaten ikke nødvendigvis overføres til lik forflytning eller antall omdreininger for setteverktøyet ved brønnhodet. Det er derfor behov for en fremgangsmåte og anordning for avføling av antallet omdreininger og forflytning av setteverktøyet på eller under et gjørme- eller sjøbunnsnivå mens undersjøiske brønnhodeanordninger anbringes, settes fast og testes med et setteverktøy.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

[0006]Disse og andre problemer blir generelt løst eller omgått, og tekniske fordeler generelt oppnådd, ved hjelp av foretrukne utførelser av foreliggende oppfinnelse som frembringer en anordning for måling av relative omdreininger og relativ forflytning av undersjøisk setteverktøy på nedihulls steder i sanntid, samt en fremgangsmåte for benyttelse av den samme.

[0007]I henhold til en utførelse av foreliggende oppfinnelse er det beskrevet et system for fremføring og fastsetting av en undersjøisk brønnhodekomponent. Systemet omfatter et setteverktøy som har en øvre ende for kobling til en settestreng, idet setteverktøyet er tilpasset for å bære og sette fast den undersjøiske brønnhodekomponent. Setteverktøyet har et legeme og en stamme med en akse, idet stammen passerer gjennom legemet, samt et stempel som omslutter legemet. Stammen kan dreies i forhold til legemet og stempelet kan beveges aksialt i forhold til legemet for å innstille den undersjøiske brønnhodekomponent. En kodeinnretning er plassert mellom stammen og legemet for å påvise den relative dreining mellom stammen og legemet. En aksial forflytningsføler er plassert mellom stempelet og stammen for å påvise den relative aksiale bevegelse mellom stempelet og legemet. En sender er kommunikasjonsmessig koblet til kodeinnretningen og den aksiale forflytningsføler, mens en mottaker er kommunikasjonsmessig koblet til senderen, idet mottakeren er plassert på en overflateplattform. En anordning med operatørgrensesnitt er kommunikasjonsmessig koblet til mottakeren og anordnet på overflateplattformen. Kodeinnretningen og den aksiale forflytningsføler kommuniserer informasjon som gjelder henholdsvis det relative antall omdreininger og forflytningen, til senderen, som kommuniserer informasjonen til mottakeren, som i sin tur kommuniserer informasjonen til operatørgrensesnittanordningen.

[0008]I henhold til en annen utførelse av foreliggende oppfinnelse er det beskrevet et system for fremføring og fastsettelse av en undersjøisk brønnhode-komponent. Systemet omfatter et setteverktøy som har en øvre ende for kobling til en settestreng, idet setteverktøyet er tilpasset for å bære og fastsette komponenten. Setteverktøyet har et legeme og en stamme som passerer gjennom legemet, samt et stempel som omslutter legemet. Legemet, stammen og stempelet er koaksiale med legemets akse og stammen er dreibar i forhold til legemet, mens stempelet kan beveges aksialt i forhold til legemet. En kodeinnretning er plassert mellom stammen og legemet for å påvise den relative dreining mellom stammen og legemet og generere et rotasjonssignal som reaksjon på denne, mens en sender er kommunikasjonsmessig koblet til kodeinnretningen for å overføre rotasjonssignalet til en overflateplattform. En mottaker er plassert på overflateplattformen og er kommunikasjonsmessig koblet til senderen for å motta rotasjonssignalet på overflaten, mens en operatørgrensesnittanordning er kommunikasjons messig koblet til mottakeren. Anordningen med operatørgrensesnittet er plassert nær en operatør for boreriggen, slik at mottakeren kan sende rotasjonssignalet til operatørgrensesnittanordningen.

[0009]I henhold til nok en annen utførelse av foreliggende oppfinnelse er det beskrevet et system for å fremføre og fastsette en undersjøisk brønnhodekompo-nent. Systemet omfatter et setteverktøy som har en øvre ende for kobling til en settestreng, idet setteverktøyet er tilpasset for å bære og fastsette komponenten. Setteverktøyet har et legeme, en stamme som passerer gjennom legemet, og et stempel som omslutter legemet, idet legemet, stammen og stempelet er koaksiale med legemets akse. En aksial forflytningsføler er plassert mellom stempelet og legemet for å påvise relativ aksial bevegelse mellom stempelet og legemet og generere et aksialt signal som reaksjon på denne. En sender er kommunikasjonsmessig koblet til den aksiale forflytningsføler for overføring av det aksiale signal til overflaten. En mottaker er plassert på overflateplattformen og er kommunikasjonsmessig koblet til senderen for å motta det aksiale signal på overflaten, mens en anordning med operatørgrensesnitt er kommunikasjonsmessig koblet til mottakeren. Operatørgrensesnittanordningen er plassert nær en operatør for boreriggen, slik at mottakeren kan sende det aksiale signal til operatørgrensesnittet for videre kommunikasjon av signalet.

[0010]I henhold til enda en annen utførelse av foreliggende oppfinnelse er det beskrevet en fremgangsmåte ved fremføring og fastsetting av en undersjøisk brønnhodeanordning. Fremgangsmåten sørger for et setteverktøy forbundet med en undersjøisk brønnhodeanordning, idet setteverktøyet har en kodeinnretning og aksial forflytningsføler koblet inne i et setteverktøy for påvisning av setteverktøyets relative omdreining og forflytning. Fremgangsmåten fremfører da setteverktøyet fra en overflateplattform til et undersjøisk stigerør på en settestreng og posisjon-erer den undersjøiske brønnhodeanordning i en undersjøisk brønnhodeenhet. Fremgangsmåten driver da setteverktøyet for å sette den undersjøiske anordning inn i den undersjøiske brønnhodeenhet. Mens setteverktøyet drives, genererer setteverktøyet et signal i kodeinnretningen og den aksiale forflytningsføler som reaksjon på innsettingen av den undersjøiske anordning. Fremgangsmåten sender så signalet fra kodeinnretningen og den aksiale forflytningsføler til en fremviser på boreriggen, for så å presentere signalet på en måte som forstås av en operatør.

[0011]En fordel ved en foretrukket utførelse er at den frembringer en måling av de relative omdreininger og forflytning på stedet for et setteverktøy i det undersjøiske brønnhull i sanntid. Dette gjør det mulig for operatører av en overflateplattform å få større visshet om at en undersjøisk anordning som skal settes ut ved hjelp av setteverktøyet, er blitt riktig plassert og satt inn i brønnhullet. Ved å sammenligne det faktiske antall omdreininger og forflytning av setteverktøyet med målinger av de relative omdreininger og forflytningen påført ved overflaten, vil operatører i tillegg få en indikasjon på at settestrengen er blitt forankret til det undersjøiske stigerør.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0012]For at den måte som trekkene, fordelene og formålene for oppfinnelsen, så vel som andre sådanne som etter hvert vil fremgå, oppnås på og kan forstås mer detaljert, kan en mer bestemt beskrivelse av oppfinnelsen som kort er oppsum-mert ovenfor, oppnås med henvisning til utførelsesformene av denne, som er illustrert på de vedføyde tegninger som utgjør en del av denne spesifikasjon. Det skal imidlertid bemerkes at tegningene bare illustrerer en foretrukket utførelse av oppfinnelsen og de skal derfor ikke betraktes å være begrensende for oppfinnelsens omfang ettersom den kan anvendes på andre, like effektive utførelsesformer.

[0013]Figur 1 er en skjematisk representasjon av et stigerør som løper mellom en brønnhodeenhet og en flytende plattform.

[0014]Figur 2 er en skisse av et snitt gjennom en undersjøisk brønnhodeenhet med et setteverktøy anordnet i seg.

[0015]Figur 3 er en skisse av et snitt gjennom setteverktøyet vist i fig. 2 forbundet med en foringsrørhenger og foringsrørhengerforsegling.

[0016]Figur 3A er en detaljskisse av forbindelsen mellom foringsrørhengerens forsegling og setteverktøyet.

[0017]Figur 3B er en detaljskisse av forbindelsen mellom foringsrørhengeren og setteverktøyet.

[0018]Figur 4A-4H er delvise snittskisser og detaljskisser som illustrerer operasjonelle trinn i en prosess for anbringelse og fastsetting av foringsrørhengeren vist i fig. 3 i et høytrykkshus i brønnhodeenheten vist i fig. 2.

[0019]Figur 5 er en skisse av et snitt gjennom et legeme for setteverktøyet vist i fig. 3, som har en kodesylinder installert på seg.

[0020]Figur 5A er en detaljskisse av kodesylinderen og legemet vist i fig. 5.

[0021]Figur 6 er en skjematisk representasjon av en stamme i setteverktøyet vist i fig. 3.

[0022]Figur 6A er en detaljskisse av stammen vist i fig. 6 og som viser en lyskilde installert på denne.

[0023]Figur 7 er en delvis tverrsnittsskisse av setteverktøyet vist i fig. 3 med en aksial forflytningsføler installert på seg.

[0024]Figur 7A er en detaljert skisse av installasjonen av den aksiale forflytnings-føler vist i fig. 7.

[0025]Figur 8, 8A og 8B er skjematiske tverrsnitts- og detaljskisser av innsettingen av forseglingen for foringsrørhengeren vist i fig. 3.

[0026]Figur 9, 9A og 9B er skjematiske tverrsnitts- og detaljrepresentasjoner av innsettingen av forseglingen for foringsrørhengeren vist i fig. 3.

[0027]Figur 10 er en skjematisk representasjon av et kommunikasjonssystem mellom setteverktøyet vist i fig. 3 og overflateplattformen vist i fig. 1.

DETALJERT BESKRIVELSE AV DEN FORETRUKNE UTFØRELSESFORM

[0028]Nedenfor skal foreliggende oppfinnelse beskrives mer fullstendig med henvisning til de vedføyde tegninger som anskueliggjør utførelsesformer av oppfinnelsen. Denne oppfinnelse kan imidlertid gis mange forskjellige former og skal ikke tolkes til å være begrenset til de viste utførelser angitt her. I stedet er disse utførelser gitt slik at denne beskrivelse vil bli grundig og fullstendig, og fullstendig formidle omfanget av oppfinnelsen til fagfolk på området. Gjennomgående betegner like tall like elementer, og om en hovedbenevnelse brukes, angir den likedanne elementer i alternative utførelsesformer.

[0029]I den etterfølgende drøftelse angis det tallrike spesifikke detaljer for å gi en gjennomgripende forståelse av foreliggende oppfinnelse. Det vil imidlertid være klart for fagfolk på området at foreliggende oppfinnelse kan praktiseres uten sådanne spesifikke detaljer. I tillegg har for det meste detaljer som gjelder bore-riggoperasjonen, stigerørets formgivning og gjennombrudd, drift og bruk av brønn-hodets forbruksmateriell og lignende blitt utelatt, all den tid sådanne detaljer ikke anses å være nødvendige for å oppnå en fullstendig forståelse av foreliggende oppfinnelse og betraktes å ligge innenfor ferdighetene til fagfolk på det relevante tekniske område.

[0030]Det henvises nå til fig. 1 hvor det er vist en flytende boreplattform 11 forbundet med en brønnhodeenhet 13 på en sjøbunn, med et stigerør 15. En streng 17, slik som en foringsrørstreng, strekker seg fra brønnhodeenheten 13 til en underjordisk brønnhullsbunn (ikke vist). Stigerøret 15 gjør det mulig for et borerør 19 å bli satt utfra den flytende plattform 11 til brønnhodeenheten 13 og videre inn i strengen 17 under et gjørmenivå 14. Settestrengen 19 mottar dreiemoment og en nedoverrettet kraft eller vekt fra boreanordninger plassert på den flytende plattform 11. Skjønt den består av stive elementer forblir stigerøret 15 ikke fullstendig stivt ettersom det løper gjennom distansen mellom den flytende plattform 11 og brønnhodeenheten 13. Stigerøret 15 består av seksjoner som hver kan tillate en viss bevegelse fra det hovedsakelig vertikale. Den kombinerte virkning av noe bevegelse ved hver skjøt vil få stigerøret 15 til å "bøye seg" som reaksjon på vertikal bevegelse fra den flytende plattform 11, som skyldes overflatebølger 23, sideveis bevegelse forårsaket av undersjøisk strømning 21 og sideveis bevegelse av den flytende plattform 11 som reaksjon på vind 25. Som vist har den undersjø-iske strømning 21, bølgene 23 og vinden 25 flyttet den flytende plattform 11, slik at stigerøret 15 befinner seg i en buet posisjon vist i fig. 1.

[0031]Settestrengen 19 "bøyer seg" ikke som reaksjon på omgivelsesbetingelser. Settestrengen 19 forblir hovedsakelig stiv mens den passerer gjennom stige-røret 15 fra den flytende plattform 11 til brønnhodeenheten 13 og så inn i strengen 17. Følgelig kan den ytre diameteroverflate av settestrengen 19 komme i kontakt med den indre diameteroverflate av stigerøret 15, slik som vist ved kontaktstedene 27. På disse steder overføres en del av dreiemomentet og vekten påført settestrengen 19 ved den flytende plattform 11 fra settestrengen 19 til stigerøret 15, hvilket får det dreiemoment og den vekt som faktisk påføres nedi-hullsverktøy til å bli mindre enn hva som påføres på overflaten. I tillegg kan segmenter av settestrengen 19 sno seg i forhold til hverandre, slik at en del av dreiningen påført på boreplattformen 11 kan blir absorbert ved dreining av segmenter i settestrengen 19 i forhold til hverandre.

[0032]Som vist i fig. 2 er et setteverktøy 29 opphengt fra settestrengen 19 inne i et høytrykkshus 59 for å sette ut en undersjøisk brønnhodeanordning, slik som en foringsrørhenger 31. Setteverktøyet 29 er et undersjøisk verktøy som brukes for å sette ned og drive undersjøisk brønnhodeutstyr, slik som foringsrørhengere, rør-ledningshengere, forseglinger, brønnhodehus, ventiltrær, osv. Setteverktøyet 29 kan f.eks. være et trykkassistert setteverktøy for borerør (PADPRT - Pressure Assisted Drill Pipe Running Tool), slik som beskrevet mer detaljert nedenfor. Setteverktøyet 29 føres på settestrengen 19 til en posisjon inne i brønnhode-enheten 13, slik som ved en utblåsningssikring (BOP - Blow Out Preventer) 33 eller lengre ned på strengen 17, slik som ved brønnhodet 35, eventuelt enda lengre ned i hullet.

[0033]Det henvises nå til fig. 3 hvor setteverktøyet 29 er vist koblet til en forings-rørhenger 31 og en foringsrørforsegling 33. Prosessen hvor foringsrørhengeren 31 kobles til setteverktøyet 29 kan fullføres på overflaten på den måte som er beskrevet her. Setteverktøyet 29 omfatter et legeme 35, en stamme 37, et stempel 39, et lagerdeksel 41 og en setteverktøyforsegling 43. Foringsrørets forsegling 33 er forbundet med setteverktøyet 29 via et verktøy- og forseglingslåsesystem 45, slik som vist i fig. 3A. Verktøy- og forseglingslåsesystemet 45 kan sikre foringsrør-hengerens forsegling 33 til setteverktøyet 29 via en grensesnitt-tilpasning mellom samsvarende, ringformede fremspring på den indre og ytre diameter av henholdsvis foringsrørhengerens forsegling 33 og setteverktøyet 29. Et nedre parti av sette-verktøyet 29 kan føres inn i foringsrørhengeren 31, slik at en nedover-vendende skulder 47 på legemet 35 kommer i kontakt med en oppover-vendende skulder 49 på foringsrøret 31, slik som vist i fig. 3B. Stammen 37 kan dreies fire omdreininger i en første retning for å aktivisere et setteverktøyforankringssystem 51 og bringe en låsenese 53 for setteverktøyet i inngrep med en profil 55 utformet på den indre diameter av foringsrørhengeren 31, slik som vist på fig. 3B. Setteverktøyet 29 og foringsrørhengeren 31 kan da bli kjørt gjennom stigerøret 15 til et sted i brønn-hodeenheten 13, slik som vist i fig. 2.

[0034]Som vist i fig. 4A kan setteverktøyet 29 og foringsrørhengeren 31 settes ned på en lastskulder 57 inne i høytrykkshuset 59. Lastskulderen 57 kan være den øvre kant på en tidligere innkjørt foringsrørhenger, slik som vist i fig. 4B, eller en oppover-vendende skulder utformet i den indre diameteroverflate av høytrykks- huset 59. Så snart den er satt ned kan stammen 37 dreies i den første retning ytterligere fire omdreininger for å frigjøre stammen 37 fra legemet 35 og lager-dekselet 41, slik som vist i fig.4C. Aksial bevegelse av stammen 37 vil føre til en tilsvarende aksial bevegelse av stempelet 39 og foringsrørhengerens forsegling 33 koblet dertil. Som vist i fig. 4D kan stammen 37, stempelet 39 og foringsrørhenger-ens forsegling 33 beveges aksialt nedover inntil foringsrørhengerens forsegling 33 befinner seg mellom høytrykkshuset 59 og foringsrørhengeren 31. Under denne prosess kan foringsrørverktøyets forsegling 43 aktiviseres til en indre diameter av høytrykkshuset 59. Fluidtrykk kan påføres ringrommet mellom foringsrøret 15 og settestrengen 19, slik som vist i fig. 4E, for å bevege stempelet 39 videre aksialt nedover og aktivisere foringsrørhengerens forsegling 33, slik som vist i fig. 4F. Stammen 37 og stempelet 39 kan da trekkes aksialt oppover, slik som vist i fig. 4G. Fire ytterligere omdreininger av stammen 37 kan påføres via settestrengen 19 for å koble ut setteverktøyets forankringssystem 51 og løsne setteverktøy-ets låsenese 53 fra profilen 55 på foringsrørhengeren 31, slik som vist i fig. 4H. Dette fullfører anbringelses- og setteprosessen for foringsrørhengeren 31. For å avgjøre om foringsrørhengeren 31 ble skikkelig anordnet og satt fast inne i høy-trykkshuset 59 er det nødvendig med kjennskap til det virkelige antall omdreininger og aksiale forflytning av komponentene i setteverktøyet 29 under den tidligere beskrevne prosess.

[0035]Med henvisning til fig. 5 vil legemet 35 i setteverktøyet 29 avgrense en sentral utboring 61 som stammen 37 (ikke vist) kan passere gjennom. En kodesylinder 63 kan være festet til den indre diameteroverflate av legemet 37 innenfor den sentrale utboring 61. Med henvisning til fig. 5A er kodesylinderen 63 et rørformet legeme som har en ytre diameter hovedsakelig lik den indre diameter av den midtre utboring 61. Kodesylinderen 63 avgrenser en mengde vinduer 65 omkring omkretsen av kodesylinderen 63. Hvert vindu 65 strekker seg fra en indre diameter av kodesylinderen 63 til en ytre diameter av kodesylinderen 63. Den innbyrdes avstand mellom vinduene 65 omkring kodesylinderen 63 kan tilsvare en bestemt dreieposisjon omkring omkretsen av legemet 35. Hvert vindu 65 kan strekke seg over lengden av kodesylinderen 63. Kodesylinderen 63 kan være fremstilt fra et hvilket som egnet material, slik som glass eller plast, beregnet på å bli brukt slik som her beskrevet.

[0036]Én eller flere fotodiodefølere 67 kan være plassert i forhold til kodesylinderen 63 og den indre diameter av legemet 35. I en utførelse er en eneste fotodiode-føler 67 anordnet mellom kodesylinderen 63 og den indre diameter av den midtre utboring 61. Den eneste fotodiodeføler 67 kan eksponeres overfor den midtre utboring 61 bare gjennom et eneste vindu 65. I en annen utførelse er en mengde enkeltvise fotodiodefølere 67 anordnet mellom kodesylinderen 63 og den indre diameter av den midtre utboring 61. Mengden av enkeltvise fotodiodefølere 67 kan hver eksponeres overfor den midtre utboring 61 gjennom et tilhørende separat vindu 65. I nok en annen utførelse er en eneste rørformet fotodiodeføler 67 anordnet mellom kodesylinderen 63 og den indre diameter av den midtre utboring 61. Fotodiodeføleren 67 vil bli eksponert overfor den sentrale utboring 61 gjennom hvert vindu 65.

[0037]Med henvisning til fig. 6 og 6A kan stammen 37 omfatte en lyskilde 69 satt inn i en utboring som strekker seg radialt innover fra en ytre diameteroverflate av stammen 37. Lyskilden 69 kan være en hvilken som helst egnet lyskilde, mikro-bølge, infrarød, synlig, ultrafiolett, osv., slik at fotodiodefølerne 67 kan generere et elektrisk signal når de utsettes for lys fra lyskilden 69. Lyskilden 69 vil bli posisjon-ert slik at lyset fra lyskilden 69 vil bli rettet radialt utover når stammen 37 er ført inn gjennom legemet 35. I den viste utførelse kan lyskilden 69 være nær det aksiale midtpunkt for kodesylinderen 63 (se fig. 5) når stammen 37 er ført inn i den midtre utboring 63 i legemet 35. Når stammen 37 i en utførelse beveger seg aksialt gjennom legemet 35 vil lyskilden 69 ikke bevege seg forbi den aksiale høyde av kodesylinderen 63. Det kan sørges for ytterligere aksial rekkevidde ved å utvide den aksiale høyde av kodesylinderen 63 og fotodioden 67. Lyskilden 69 kan få effekt fra et batteri inne i lyskilden 69. I andre utførelser kan lyskilden 69 få effekt fra en ekstern kraftkilde. I den viste utførelse kan kodesylinderen 63, fotodiode-følerne 67 og lyskilden 69 betegnes samlet som en kodeinnretning.

[0038]I en utførelse kan stammen 37 dreies i forhold til legemet 35 slik som beskrevet ovenfor med henvisning til fig. 4A-4H. Under dreiningen av stammen 37 kan lyskilden 69 rette lys radialt utover fra stammen 37. Fagfolk på området vil forstå at lyskilden 69 kan gis effekt på en overflateplattform 25, eller alternativt bli slått på forut for bruk, av setteverktøyet 29.1 en utførelse som har en eneste foto-diodeføler 67 eksponert gjennom et eneste vindu 65 ettersom stammen 37 dreies, vil lyskilden 69 eksponere fotodiodeføleren 67 en gang for hver fullstendige omdreining av stammen 37 i forhold til legemet 35. Ved hver eksponering av foto-diodeføleren 67 vil fotodiodeføleren 67 generere et elektrisk signal. Dette elektriske signal kan angi at en omdreining av stammen 37 i forhold til legemet 35 er blitt fullført. Fotodiodeføleren 67 kan være koblet til en styring, eller være viderekoblet til et operatørgrensesnitt beskrevet mer detaljert nedenfor, og som kan registrere antallet omdreininger av stammen 37 eller på annen måte angi det relative antall omdreininger av stammen 37 i forhold til legemet 35.

[0039]I en utførelse med flere fotodiodefølere 67 som hver eksponeres gjennom et separat, tilhørende vindu 65, vil lyskilden 69 eksponere hver separate fotodiode-føler 67 en gang for hver omdreining av stammen 37 i forhold til legemet 35. Ved hver eksponering av hver separate fotodiodeføler 67 vil fotodiodeføleren 67 generere et elektrisk signal. Hver fotodiodeføler 67 vil være korrelert til en posisjon på legemet 35. Fotodiodeføleren 67 kan være koblet til en styring eller viderekoblet til et operatørgrensesnitt beskrevet mer detaljert nedenfor, og som kan registrere den bestemte fotodiodeføler 67 som genererer det elektriske signal. Således kan en rotasjonsposisjon for stammen 37 i forhold til legemet 35 påvises og registreres eller på annen måte presenteres i tillegg til det relative antall rotasjoner av stammen 37 i forhold til legemet 35. Denne korrelasjon kan sendes til overflaten for å gi en operatør rotasjonsposisjonen for stammen 37 eller antallet dreininger av stammen 37, slik som beskrevet mer detaljert nedenfor.

[0040]I en utførelse med en eneste fotodiodeføler 67 som strekker seg over omkretsen av utboringen 61 i legemet 35, og hvor fotodiodeføleren 67 eksponeres gjennom hvert vindu 65, vil lyskilden 69 eksponere fotodiodeføleren 67 flere ganger under hver omdreining av stammen 37 i forhold til legemet 35. Fotodiode-føleren 67 kan være kommunikasjonsmessig koblet til en styring eller en operatør-grensesnittanordning som vil registrere det relative antall signaler generert fra initiering av stammen 37 sin rotasjon i forhold til legemet 35. Denne registrering av signaler kan korreleres til antallet rotasjoner av stammen 37 i forhold til legemet 35 og en relativ dreiningsposisjon for stammen 37 i forhold til legemet 35 på grunnlag av det totale antall signaler generert siden initieringen av rotasjonen. Dersom det f.eks. er seks vinduer 65 som eksponerer den eneste fotodiodeføler 67, vil seks signaler bli generert for hver omdreining av stammen 37 i forhold til legemet 35. Operatørgrensesnittanordningen kan telle hvert signal og ved hvert signal angi det totale antall dreininger av stammen 37 i forhold til legemet 35 som begynner med den innledningsvise rotasjon av stammen 37. Mens f.eks. foringsrørhengeren 33 festes til setteverktøyet 29 vil stammen 37 dreie fire ganger i forhold til legemet 35. Anordningen med operatørgrensesnittet kan motta 21 signaler som begynner med den innledningsvise dreining av stammen 37. Operatørgrensesnittanordningen kan da angi at det har funnet sted i alt 3,5 omdreininger av stammen 37 i forhold til legemet 35. På denne måte kan en operatør forstå at det behøves en ytterligere halv omdreining av stammen 37 i forhold til legemet 35. Denne informasjon kan kommuniseres til overflaten, slik som beskrevet nedenfor med henvisning til fig. 10.

[0041]Det henvises nå til fig. 7 hvor det er vist en aksial forflytningsføler i legemet 35 sin rørformede vegg, og som i den viste utførelse er en lineær, variabel differensialtransformator (LVDT - Linear Variable Differential Transformer) 71. Den aksiale forflytningsføler kan være en hvilken som helst egnet anordning som er i stand til å påvise aksial forflytning mellom legemet 35 og stempelet 39. I den viste utførelse vil LVDTen 71 omfatte et rør 73 som inneholder solenoidspoler plassert ende-mot-ende omkring røret 73. I en utførelse brukes det tre solenoidspoler, dvs. en senterspole som utgjør en primær spole og en sekundær spole på hver side av den primære spole. En sylindrisk ferromagnetisk kjerne 75 er plassert inne i røret 73, slik at kjernen 73 kan passere gjennom de tre solenoidspoler. En vekselstrøm kan påføres den primære kjerne i røret 73 fra en effektkilde, slik som et batteri som kan være plassert inne i setteverktøyet 29, elektrisk kraft tilført setteverktøyet gjennom en elektrisk navlestreng ( umbilical) eller lignende. Veksel-strømmen vil indusere en spenning i hver av de to sekundære. Ettersom kjernen 75 forflytter seg aksialt gjennom røret 73, vil kjernen 75 forårsake en endring i spenningen indusert i hver sekundære. LVDTen 71 frembringer en utgangsspenning som tilsvarer forskjellen i spenningen indusert i de to sekundære. Når kjernen 75 befinner seg i en nøytral posisjon vil utgangsspenningen bli omtrent lik null. Når kjernen 75 går gjennom røret 73 vil således den ene eller annen sekundære indusere en større spenning som forårsaker en endring i utgangsspenningen. Størrelsen av utgangsspenningen fra LVDTen 71 vil samsvare med den mengde kjernen 75 er blitt forflyttet. Kjernen 75 vil ha en ytre ende som er bevegelig som reaksjon på den aksiale bevegelse av stempelet 39. I en utførelse kan den ytre ende av kjernen 75 samvirke med en nedover-vendende skulder på stempelet 39. I en alternativ utførelse er den ytre ende av kjernen 75 festet til et rørformet veggparti på stempelet 39. Ettersom stempelet 39 forflyttes aksialt nedover under anbringelses- og festeprosessen, vil kjernen 75 passere gjennom spolene på røret 73 og forårsake en spenningsavgivelse som kan korreleres til den aksiale posisjon for stempelet 39 i forhold til legemet 35. Denne korrelasjon kan sendes til overflaten for å gi en operatør forflytningen av stempelet 39, slik som beskrevet mer detaljert nedenfor.

[0042]Ettersom stempelet 39 med henvisning til fig. 8 og 9 forflytter seg aksialt nedover under festeprosessen for foringsrørhenger-forseglingen 33, slik som beskrevet ovenfor med henvisning til fig. 4A-4H, vil kjernen 75 bevege seg aksialt nedover gjennom røret 73 og som reaksjon på dette generere en utgangsspenning. Som et eksempel er stempelet 39, slik som vist i fig. 8B, i kontakt med en eksiterende ring på foringsrørhengerens forsegling 33. Ettersom stempelet 39 går aksialt nedover får stempelet 39 den eksiterende ring på foringsrørhengerens forsegling 33 til å aktivisere foringsrørhengerens forsegling 33 ved å bringe "wickers" på den indre diameteroverflate av høytrykkshuset 59 og den ytre diameter av foringsrørhengeren 31 i inngrep, slik som vist i fig. 9B. Som vist i fig. 8A kan bevegelsen nedover av stempelet 39 få en nedover-vendende skulder 85 på stempelet 39 til å gå i inngrep med en ende av kjernen 75 i LVDTen 71. Ettersom stempelet 39 forflyttes aksialt nedover i forhold til legemet 35 for å feste foringsrørhengerens forsegling 33, vil den nedover-vendende skulder 85 bevege kjernen 75 gjennom røret 73 inntil den nedover-vendende skulder 85 er nær den øvre kant av legemet 35. Dette vil få utgangsspenningen fra LVDTen 71 til å endre seg i forhold til bevegelsesmengden av kjernen 75 gjennom røret 73. Denne utgangsspenning kan kommuniseres til overflaten, slik som beskrevet mer detaljert nedenfor.

[0043]Med henvisning til fig. 10 kan både fotodiodefølerne 67 og LVDTen 71

være kommunikasjonsmessig koblet til en sender 77. Senderen kan være plassert innenfor den rørformede vegg på legemet 35. Senderen kan være en hvilken som helst egnet datatransmisjonsanordning for bruk i et miljø under overflaten. Senderen 77 kan f.eks. være en akustisk sender som er i stand til å motta elektriske inn-

gangssignaler fra fotodiodefølerne 67 og LVDTen 71, og konvertere de elektriske signaler til akustiske signaler som kan føres gjennom settestrengen 19 eller bore-fluidet som sirkulerer gjennom settestrengen 19. De akustiske signaler generert av senderen 77 kan mottas av en oppfanger eller mottaker 79 plassert i en mottaker-stamme 81 koblet til settestrengen 19 ved plattformen 11. Mottakeren 79 kan motta de akustiske signaler og konvertere dem tilbake til elektriske eller digitale signaler. Mottakeren 79 kan være kommunikasjonsmessig koblet til en operatør-grensesnittanordning 83 plassert på plattformen 11, hvor signalene omdannes til et medium som er forståelig for en operatør plassert nær operatørgrensesnitt-anordningen 83. Anordningen 83 med operatørgrensesnitt kan være en hvilken som helst egnet mekanisme for å kommunisere signalene fra kodeinnretningen og LVDTen 71 til en operatør på en plattform 11. I en utførelse er operatørgrense-snittanordningen 83 en fremviser. I en annen utførelse er operatørgrensesnitt-anordningen 83 en datamaskinanordning, slik som en arbeidsstasjon, et lesebrett, en styring eller lignende, som kan vise frem informasjon mottatt fra mottakeren 79, eventuelt kommunisere denne informasjon til en operatør på en hvilken som helst egnet måte. Operatøren kan da tolke signalene og justere operasjonene for å legge til ytterligere dreiningen på overflaten eller i tillegg påføre vekt eller hydraulisk trykk for å fullføre innsettingen av foringsrørhengeren 31.

[0044]Følgelig gir de beskrevne utførelsesformer tallrike fordeler. For eksempel frembringes det en måling av relative omdreininger og forflytning ved et setteverk-tøysted i en undersjøisk brønnboring i sanntid. Dette gjør det mulig for en operatør på en overflateplattform å få større visshet om at en undersjøisk anordning som skal settes inn ved hjelp av setteverktøyet er blitt riktig anordnet og innstilt i brønn-hullet. Ved å sammenligne det faktiske antall omdreininger og forskyvning av setteverktøyet med målinger av de relative omdreininger og forflytning påført ved overflaten, vil operatører i tillegg få en angivelse på om settestrengen har festet seg til det undersjøiske stigerør.

[0045]Det skal forstås at foreliggende oppfinnelse kan anta mange former og utførelser. Følgelig kan det gjøres forskjellige variasjoner i det foregående uten å forlate oppfinnelsens idé og omfang. Ved således å ha beskrevet foreliggende oppfinnelse med henvisning til enkelte av dens foretrukne utførelsesformer, skal det bemerkes at de beskrevne utførelsesformer er illustrerende heller enn begrensende av natur og at mange slags variasjoner, modifikasjoner, endringer og erstatninger forutses i den forutgående beskrivelse, og at i noen tilfeller kan noen trekk ved foreliggende oppfinnelse anvendes uten tilsvarende bruk av andre trekk. Mange sådanne variasjoner og modifikasjoner kan anses å være nærliggende og ønskelig for fagfolk på området på grunnlag av gjennomsyn av den foregående beskrivelse av foretrukne utførelsesformer. Følgelig er det passende at de ved-føyde patentkrav tolkes bredt og på en måte som er i samsvar med oppfinnelsens omfang.

Claims (20)

1. System for å føre frem og sette inn en undersjøisk brønnhodekomponent, og som omfatter: et setteverktøy som har en øvre ende for å kobles til en settestreng, idet setteverktøyet er tilpasset for å bære og sette inn den undersjøiske brønn-komponent, hvor setteverktøyet har et legeme og en stamme med en akse, idet stammen passerer gjennom legemet, og et stempel som omslutter legemet, hvor stammen kan dreies i forhold til legemet, mens stempelet kan beveges aksialt i forhold til legemet for å innsette den undersjøiske brønnhodekomponent, en kodeinnretning plassert mellom stammen og legemet for å påvise den relative dreining mellom stammen og legemet, en aksial forflytningsføler plassert mellom stempelet og stammen for å påvise relativ aksial bevegelse mellom stempelet og legemet, en sender kommunikasjonsmessig koblet til kodeinnretningen og den aksiale forflytningsføler, en mottaker kommunikasjonsmessig koblet til senderen, idet mottakeren er tilpasset for å bli plassert på en overflateplattform, en operatørgrensesnittanordning kommunikasjonsmessig koblet til mottakeren og tilpasset for å bli plassert på overflateplattformen, hvor kodeinnretningen og den aksiale forflytningsføler kommuniserer informasjon som gjelder henholdsvis det relative antall omdreininger og forflytningen, til senderen, og hvor senderen kommuniserer informasjonen til en mottaker, mens mottakeren kommuniserer informasjonen til operatørgrensesnitt-anordningen.

2. System som angitt i krav 1, og hvor den aksiale forflytningsføler omfatter: et rør plassert inne i legemet, idet røret har i det minste én solenoidspole, en ferromagnetisk kjerne plassert delvis inne i røret, slik at bevegelse av kjernen gjennom røret gir en elektrisk avgivelse, hvor en ende av kjernen samvirker med stempelet for å beveges som reaksjon på den aksiale forflytning av stempelet, og hvor den aksiale forflytning av stempelet i forhold til legemet for å aktivisere en foringsrørhengers forsegling løsbart festet til setteverktøyet, vil bevege kjernen gjennom røret og generere et utgangssignal som formidler mengden av aksial forflytning av stempelet i forhold til legemet.

3. System som angitt i krav 1, og hvor kodeinnretningen omfatter: en lyskilde plassert på stammen, slik at lyskilden kan rette et lys radialt utover, og en kodesylinder plassert på den indre diameter av legemet, slik at kodesylinderen kan bli eksponert for lyset frembrakt av lyskilden, for å generere dreiningssignalet.

4. System som angitt i krav 3, og hvor: en fotodiode er plassert mellom kodesylinderen og legemet, kodesylinderen begrenser en mengde vinduer som tillater lys fra lyskilden å passere gjennom kodesylinderen for å eksponere fotodioden for lyskilden, og fotodioden blir vekselvis eksponert for og blokkert fra lyskilden under dreiningen av stammen i forhold til legemet.

5. System som angitt i krav 1, og hvor kodeinnretningen registrerer et antall dreininger av stammen i forhold til legemet.

6. System som angitt i krav 1, og hvor senderen er en akustisk sender, mens mottakeren er en akustisk mottaker.

7. System for innføring og fastsetting av en undersjøisk brønnhodekomponent, og som omfatter: et setteverktøy med en øvre ende for kobling til en settestreng, idet sette-verktøyet er tilpasset for å bære og sette inn komponenten, hvor setteverktøyet har et legeme og en stamme som passerer gjennom legemet, samt et stempel som omslutter legemet, hvor legemet, stammen og stempelet er koaksiale med legemets akse, hvor stammen er dreibar i forhold til legemet og stempelet kan beveges aksialt i forhold til legemet, en kodeinnretning plassert mellom stammen og legemet for å påvise den relative dreining mellom stammen og legemet, og som reaksjon generere et dreiningssignal, en sender kommunikasjonsmessig koblet til kodeinnretningen for overføring av dreiningssignalet til en overflateplattform, en mottaker tilpasset for å bli plassert på overflateplattformen og som er kommunikasjonsmessig koblet til senderen for motta dreiningssignalet på overflaten, en operatørgrensesnittanordning kommunikasjonsmessig koblet til mottakeren, og hvor operatørgrensesnittanordningen er tilpasset for å bli plassert nær en operatør for boreriggen, slik at mottakeren kan sende dreiningssignalet til operatørgrensesnittanordningen.

8. System som angitt i krav 7, og som videre omfatter: en aksial forflytningsføler tilpasset for å påvise relativ aksial bevegelse mellom stempelet og legemet, og som reaksjon generere et aksialt signal, og hvor den aksiale forflytningsføler er kommunikasjonsmessig koblet til senderen for å overføre aksialsignalet til operatørgrensesnittanordningen gjennom mottakeren.

9. System som angitt i krav 7, og hvor kodeinnretningen omfatter: en lyskilde plassert på stammen, slik at lyskilden kan rette et lys radialt utover, og en kodesylinder plassert på den indre diameter av legemet, slik at kodesylinderen kan eksponeres for lyset frembrakt av lyskilden for å generere dreiningssignalet.

10. System som angitt i krav 9, og hvor: kodesylinderen avgrenser en mengde vinduer som tillater lys fra lyskilden å passere gjennom kodesylinderen til en overflate bak kodesylinderen, en fotodiode plassert på den indre overflate av legemet, og fotodioden blir vekselvis eksponert overfor og blokkert fra lyskilden gjennom mengden av vinduer på kodesylinderen under dreiningen av stammen i forhold til legemet.

11. System for fremføring og fastsetting av en undersjøisk brønnhode-komponent, og som omfatter: et setteverktøy som har en øvre ende for kobling til en settestreng, idet setteverktøyet er tilpasset for å bære og sette inn komponenten, hvor setteverktøyet har et legeme og en stamme som passerer gjennom legemet, samt et stempel som omslutter legemet, hvor legemet, stammen og stempelet er koaksiale med legemets akse, hvor stammen er dreibar i forhold til legemet og stempelet kan beveges aksialt i forhold til legemet, en aksial forflytningsføler plassert mellom stempelet og legemet for å påvise relativ aksial bevegelse mellom stempelet og legemet og som reaksjon generere et aksialt signal, en sender kommunikasjonsmessig koblet til den aksiale forflytningsføler for overføring av det aksiale signal til en overflate, en mottaker plassert på en overflateplattform og kommunikasjonsmessig koblet til senderen for å motta det aksiale signal på overflaten, en operatørgrensesnittanordning kommunikasjonsmessig koblet til mottakeren, og hvor operatørgrensesnittanordningen er plassert nær en operatør for boreriggen, slik at mottakeren kan overføre det aksiale signal til operatørgrense-snittet for videre kommunikasjon av signalet.

12. System som angitt i krav 11, og hvor den aksiale forflytningsføler omfatter: et rør plassert inne i legemet, idet røret har i det minste én solenoidspole, en ferromagnetisk kjerne plassert delvis inne i røret, slik at bevegelsen av kjernen gjennom røret frembringer en elektrisk avgivelse, hvor en ende av kjernen samvirker med stempelet for forflytning som reaksjon på den aksiale bevegelse av stempelet, og hvor aksial bevegelse av stempelet i forhold til legemet for å aktivisere en foringsrørhengers forsegling løsbart festet til setteverktøyet, vil bevege kjernen gjennom røret og generere det aksiale signal som formidler mengden av forflytning av stempelet i forhold til legemet.

13. System som angitt i krav 11, og som videre omfatter en kodeinnretning plassert mellom stammen og legemet for å påvise relativ dreining mellom stammen og legemet og som reaksjon generere et dreiningssignal for kommunikasjon gjennom senderen og mottakeren til operatørgrensesnittanordningen.

14. System som angitt i krav 13, og hvor kodeinnretningen omfatter: en lyskilde plassert på stammen, slik at lyskilden kan rette et lys utover, og en kodesylinder plassert på den indre diameter av legemet, slik at kodesylinderen kan blir eksponert for lys frembrakt av lyskilden for å generere dreiningssignalet.

15. System som angitt i krav 14, og hvor: kodesylinderen avgrenser en mengde vinduer som tillater lys fra lyskilden å passere gjennom kodesylinderen til en overflate bak kodesylinderen, en fotodiode plassert på den indre diameteroverflate av legemet, og fotodioden blir vekselvis eksponert for og blokkert fra lyskilden gjennom mengden av vinduer i kodesylinderen under dreining av stammen i forhold til legemet.

16. Fremgangsmåte ved setting av en undersjøisk brønnhodekomponent, og som omfatter at: (a) det frembringes et setteverktøy forbundet med den undersjøiske brønn-hodeanordning, idet setteverktøyet har en kodeinnretning og en aksial forflytningsføler koblet inne i et setteverktøy for påvisning av setteverktøyets relative dreining og forflytning, (b) setteverktøyet kjøres inn fra en overflateplattform til et undersjøisk stigerør på en settestreng og den undersjøiske brønnhodeanordning posisjoneres i en undersjøisk brønnhodeenhet, (c) setteverktøyet drives til å sette den undersjøiske anordning inn i den under-sjøiske brønnhodeenhet, (d) et signal genereres i kodeinnretningen og den aksiale forflytningsføler som reaksjon på innsettingen av den undersjøiske anordning, (e) signalet sendes fra kodeinnretningen og den aksiale forflytningsføler til en fremviser på boreriggen, og så (f) presenteres signalet på en måte som forstås av en operatør.

17. Fremgangsmåte som angitt i krav 16, og hvor trinn (c) omfatter at settestrengen dreies for å rotere en stamme i setteverktøyet i forhold til et legeme for setteverktøyet, for å generere et signal i kodeinnretningen.

18. Fremgangsmåte som angitt i krav 16, og hvor trinn (c) omfatter at et hydraulisk trykk påføres nedover settestrengen for å bevege et stempel i setteverktøyet aksialt i forhold til et legeme for setteverktøyet, for å generere et signal i den aksiale forflytningsføler.

19. Fremgangsmåte som angitt i krav 16, og som videre omfatter at: en mottaker forbindes i settestrengen på et sted over sjønivå, hvor trinn (e) omfatter akustisk overføring av signalet til mottakeren (79).

20. Fremgangsmåte som angitt i krav 19, og hvor den akustiske overføring av signalet omfatter at signalet overføres gjennom et rør i settestrengen.