NO20190875A1 - System for stabilisering av stigerør - Google Patents

System for stabilisering av stigerør Download PDF

Info

Publication number
NO20190875A1
NO20190875A1 NO20190875A NO20190875A NO20190875A1 NO 20190875 A1 NO20190875 A1 NO 20190875A1 NO 20190875 A NO20190875 A NO 20190875A NO 20190875 A NO20190875 A NO 20190875A NO 20190875 A1 NO20190875 A1 NO 20190875A1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
drilling
support structure
production riser
foundation
wellhead
Prior art date
Application number
NO20190875A
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang Mathis
Original Assignee
Neodrill As
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 Neodrill As filed Critical Neodrill As
Priority to NO20190875A priority Critical patent/NO20190875A1/no
Priority to PCT/NO2020/050172 priority patent/WO2021006743A1/en
Publication of NO20190875A1 publication Critical patent/NO20190875A1/no

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP 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
    • E21B33/038Connectors used on well heads, e.g. for connecting blow-out preventer and riser
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/01Risers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/24Guiding or centralising devices for drilling rods or pipes
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B41/00Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
    • E21B41/0007Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00 for underwater installations

Description

SYSTEM FOR STABILISERING AV STIGERØR
Oppfinnelsen vedrører et system for stabilisering av et bore- og/eller produksjonsstigerør som strekker seg mellom en undersjøisk brønn og en overflateinstallasjon som flyter i en vannmasse, nærmere bestemt hvor et brønnhode rager opp over en løsmasse som tildanner en sjøbunn, en brønnhodekopling tildanner en fluidtett sammenkopling av brønnens høytrykksbarriere og bore- og/eller produksjonsstigerøret, og bore- og/eller produksjonsstigerøret er tilkoplet en brønnventilsammenstilling på overflateinstallasjonen.
Det beskrives også en framgangsmåte for stabilisering av et bore- og/eller produksjonsstigerør.
Ved etablering av en undersjøisk brønn, for eksempel en brønn for utvinning av hydrokarboner, kan nærliggende brønner destabiliseres når det innledningsvis etableres et hull i løsmassen i sjøbunnen for innføring av et lederør som skal avgrense en passasje for foringsrør eller en annen lavtrykksbarriere gjennom løsmassen og tildanne et fundament for et brønnhode og stigerør som strekker seg oppover fra brønnhodet. Hullet i løsmassen tildannes ofte ved at løsmasse spyles løs og fjernes fra et parti foran (under) en nedre ende av lederøret, slik at lederøret kan senkes suksessivt ned i hullet. Fjerningen av løsmassen kan føre til at sjøbunnen blir ustabil slik at nærliggende brønners sidestøtte mot den omkringliggende løsmassen svekkes.
Denne problemstillingen er særlig aktuell når en gruppe av etablerte og planlagte brønner er tilknyttet en såkalt strekkstagplattform (Tension-Leg Platform (TLP)), dvs. en flytende plattform som er vertikalt forankret i sjøbunnen ved hjelp av flere strekkstag som holder plattformen i posisjon over sjøbunnen uavhengig av tidevann og bølger, og hvor høytrykks brønnrør, borestreng m.m. strekker seg gjennom et såkalt bore- og/eller produksjonsstigerør, i det etterfølgende også kalt «stigerøre, som strekker seg mellom et brønnhode på sjøbunnen og plattformen hvor brønnventiler, utblåsingssikringer etc. er anordnet. Slike plattformer anvendes som regel på store vanndyp, typisk fra 300 meter og mer. Koplingen mellom et stigerør av denne art og brønnhodet, dvs. sammenføyningen med lavtrykks- og høytrykksrør (foringsrør og produksjonsrør) ved sjøbunnen, utsettes for store påkjenninger på grunn av vannstrømmer og horisontal avdrift av plattformen kombinert med stigerørets egenvekt. Det er derfor et uttalt behov for å redusere risikoen for utmattingsbrudd i overgangen mellom stigerøret og brønnhodet.
Liknende problemstillinger er knyttet til oppjekkbare plattformer som hviler på sjøbunnen på grunne vanndybder.
Stabilisering av brønnventilarrangementet, typisk en utblåsningssikringsventil (BOP), som tildanner en overgang mellom brønnhodet og stigerøret i henhold til kjent teknikk, løser verken problemet med stabiliteten til selve lederøret i forhold til den omkringliggende løsmassen i sjøbunnen eller problemet med utmattingsbrudd i overgangen mellom brønnhodet og stigerøret pga. avbøyning av stigerøret pga. horisontale lastkomponenter som av ulike årsaker påføres stigerøret.
Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.
Formålet oppnås ved trekkene som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkravene.
Oppfinnelsen tilveiebringer et system og en framgangsmåte for reduksjon av belastningen på et brønnhode ved at et stigerør som strekker oppover fra brønnhodet stabiliseres hjelp av en støttestruktur som rager radielt ut fra stigerøret i en avstand over brønnhodet og er understøttet i eller på sjøbunnen. Fundamentet kan være tildannet av en betong- eller metallkonstruksjon som hviler på sjøbunnen og tildanner en stor kontaktflate med løsmassen, eller ett eller flere sugefundamenter som er skjøvet ned i løsmassen under sjøbunnen, for eksempel sugefundament (Conductor Anchor Node = CAN) av den art som er beskrevet i NO-patent nr. 313340.
Et sugefundament har et hus med åpen bunn og en topp som er fluidtettende lukket med et toppdeksel. Når det anvendes ett sugefundament som underlag for nevnte støttestruktur, er sugefundamentet fortrinnsvis forsynt med et støtterør som er åpent i begge ender og strekker seg fra en åpning i toppdekselet og i det minste mot sugefundamentets bunn, idet støtterøret slutter fluidtettende mot sugefundamentets toppdeksel og har en lengde som er mindre, lik eller større enn sugefundamentets høyde. Sugefundamentet er typisk sylinderformet med en diameter på ca. 4-10 meter, mens et lederørs diameter ligger typisk i området 0,75-1.20 m (30-48 tommer). Sugefundamentet oppviser et regelmessig, vel definert grensesnitt mot omgivelsene. Sugefundamentets grunnflate er typisk sirkulær, men kan i og for seg også være mangekantet, og dimensjonene er kjent for operatøren av brønnen.
Brønnen etableres ved at et lederør føres nedover i løsmassen på i og for seg egnet, kjent vis til en tilstrekkelig dybde er oppnådd. Deretter etableres lavtrykks- og høytrykksbarrierer i form av rør som strekker seg fra over sjøbunnen og ned i undergrunnen. Et brønnhode etableres over sjøbunnen og omfatter nødvendige elementer for oppheng av foringsrør, produksjonsrør m.m. samt elementer for sammenkopling av brønnens rør og et marint stigerør som strekker seg fra brønnhodet og opp til en plattform på overflaten hvor stigerøret koples til nødvendige brønnventiler og utblåsingssikringer.
Dersom det anvendes et sugefundament med støtterør, kan lederøret føres ned gjennom støtterøret, som tilveiebringer støtte av lederøret. Fra teknikkens stand er det også kjent løsninger hvor et sugefundament med lavtrykkshus erstatter et tradisjonelt, langt lederør (eng. «conductor»). «Lederør», slikt det er bruk heri, er også ment å dekke slike løsninger.
Fra et parti av stigerøret strekker det seg en støttestruktur som er innrettet til å overføre til sjøbunnen en vertikal lastkomponent som oppstår når stigerøret avbøyes av horisontale lastkomponenter. Dersom fundamentet er et sugefundament, overføres lasten typisk til partier av toppdekselet på sugefundamentet, nær sugefundamentets periferi eller andre avstivede eller forsterkede partier av toppdekselet. Støttestrukturen er fortrinnsvis fastgjort eller ligger an mot utragende partier av ei ramme som omkranser nevnte stigerørsparti i en avstand over brønnhodet. Dermed stabiliseres stigerøret ved at det støttes direkte i fundamentet i en horisontal avstand fra brønnhodet. Fordelen med dette er at belastningene på brønnhodet pga. at horisontale krefter som påføres stigerøret, i stor grad elimineres pga. lastoverføringen til fundamentet. Ved anvendelse av et sugefundament, reduseres også risikoen for ustabilitet i brønnhodet ved etablering av en nærliggende brønn pga. sugefundamentets store kontaktflate mot den omkringliggende løsmassen samt sugefundamentets evne til å hindre utvasking av løsmasse under etablering av en ny brønn gjennom sugefundamentet.
Det kan også anvendes sugefundament som rager opp over brønnhodet, typisk ved at sugefundamentet monteres etter at brønnen er etablert. Toppen av sugefundamentet kan da være forbundet med stigerøret og tildanne sammen med huset nevnte støttestruktur.
Oppfinnelsen er definert av det selvstendige patentkravet. De uselvstendige kravene definerer fordelaktige utførelser av oppfinnelsen.
I et første aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt et system for stabilisering av et bore- og/eller produksjonsstigerør som strekker seg mellom en undersjøisk brønn og en overflateinstallasjon som flyter i en vannmasse eller er understøttet på en sjøbunn og rager opp over vannmassen, hvor
et brønnhode rager opp over en løsmasse som tildanner sjøbunnen,
en brønnhodekopling tildanner en fluidtett sammenkopling av en høytrykksbarriere i brønnen og bore- og/eller produksjonsstigerøret,
bore- og/eller produksjonsstigerøret er tilkoplet en brønnventilsammenstilling på overflateinstallasjonen, kjennetegnet ved at
systemet for stabilisering av bore- og/eller produksjonsstigerøret omfatter et fundament og en støttestruktur er tilkoplet et nedre parti av bore- og/eller produksjonsstigerøret, idet
støttestrukturen rager utover fra bore- og/eller produksjonsstigerørets senterakse og samvirker med fundamentet til å kunne ta opp en andel av et beregnet bøyemoment omkring brønnhodekoplingen generert av en horisontal lastkomponent som er påført boreog/eller produksjonsstigerøret.
Støttestrukturen kan være forsynt med anlegg som ligger støttende an mot fundamentet i en radiell avstand fra brønnhodet.
Tilkoplingen mellom støttestrukturen og bore- og/eller produksjonsstigerøret kan være tildannet som en klaringsfri forbindelse. For å oppnå en klaringsfri forbindelse kan støttestrukturen omfatte en kopling tildannet som ei hylse som omslutter et parti av boreog/eller produksjonsstigerøret med presspasning. Alternativt kan støttestrukturen omfatte en kopling tildannet som ei hylse som er krympet omkring et parti av bore- og/eller produksjonsstigerøret.
Fundamentet kan være et sugefundament som er forsynt med et hus med en åpen bunn og en topp som rager opp over løsmassen og er lukket med et toppdeksel.
Sugefundamentet kan omslutte brønnhodet, og toppdekselet kan være tilkoplet det nedre partiet av bore- og/eller produksjonsstigerøret og tildanne nevnte støttestruktur.
Et øvre parti av en lavtrykksbarriere og et øvre parti av en høytrykksbarriere i brønnen kan være avstøttet i et støtterør i sugefundamentet. Dermed stabiliseres brønnhodet ytterligere.
I et andre aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt en framgangsmåte for å stabilisere et bore- og/eller produksjonsstigerør som strekker seg mellom en undersjøisk brønn og en overflateinstallasjon som flyter i en vannmasse eller er understøttet på en sjøbunn og rager opp over vannmassen, hvor framgangsmåten omfatter trinnene:
a) å anbringe et fundament i eller på en løsmasse som tildanner sjøbunnen;
b) å etablere en lavtrykksbarriere og en høytrykksbarriere i brønnen;
c) å tildanne et brønnhode som rager opp oversjøbunnen;
d) å sammenkople brønnens høytrykksbarriere med et bore- og/eller produksjonsstigerør ved hjelp av en fluidtettende brønnhodekopling; og
e) å sammenkople bore- og/eller produksjonsstigerøret med en brønnventilsammenstilling på overflateinstallasjonen, kjennetegnet ved at framgangsmåten omfatter de ytterligere trinnene:
f) å kople en støttestruktur til et nedre parti av bore- og/eller produksjonsstigerøret, idet støttestrukturen rager utover fra bore- og/eller produksjonsstigerørets senterakse og samvirker med fundamentet på en slik måte at en andel av et beregnet bøyemoment omkring brønnhodekoplingen som genereres av en horisontal lastkomponent som påføres bore- og/eller produksjonsstigerøret, tas opp av støttestrukturen og fundamentet.
Tilkoplingen mellom støttestrukturen og bore- og/eller produksjonsstigerøret kan tildannes som en klaringsfri forbindelse. For å oppnå en klaringsfri forbindelse kan støttestrukturen omfatte en kopling tildannet som ei hylse som omslutter et parti av bore- og/eller produksjonsstigerøret med presspasning, eller som ei hylse som er krympet omkring et parti av bore- og/eller produksjonsstigerøret.
Fundamentet kan være et sugefundament som er forsynt med et hus med en åpen bunn og en topp som rager opp over løsmassen og er lukket med et toppdeksel.
Sugefundamentet kan omslutte brønnhodet, og toppdekselet kan være tilkoplet det nedre partiet av bore- og/eller produksjonsstigerøret og tildanne nevnte støttestruktur.
Et øvre parti av en lavtrykksbarriere og et øvre parti av en høytrykksbarriere i brønnen kan avstøttes i et støtterør i sugefundamentet.
Forholdet mellom et bøyemoment opptatt i støttestrukturen og det beregnede bøyemomentet omkring brønnhodekoplingen kan være minst 1:2, alternativt minst 3:4, alternativt minst 9:10. Dermed kan en styre i hvor stor grad brønnhodekoplingen skal avlastes for at en dermed skal kunne gi brønnhodekoplingen en optimal dimensjonering.
I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor:
Fig. 1 viser i sideriss ei prinsippskisse av en strekkstagplattform tilknyttet tre brønner via marine bore- eller produksjonsstigerør;
Fig. 2 viser i større målestokk et sideriss av et parti av en brønn forsynt med en første utførelse av et system for stabilisering av stigerør
Fig. 2a viser i utsnitt et parti av ei stigerørstøtte forsynt med et ettergivende parti;
Fig. 3 viser et sideriss av et parti av en brønn forsynt med en andre utførelse av et system for stabilisering av stigerør;
Fig. 4 viser et sideriss av et parti av en brønn forsynt med en tredje utførelse av et system for stabilisering av stigerør,
Fig. 5 viser i mindre målestokk et sideriss av et parti av en brønn forsynt med en fjerde utførelse av et system for stabilisering av stigerør,
Fig. 6 viser et sideriss av et parti av en brønn forsynt med en femte utførelse av et system for stabilisering av stigerør, og
Fig. 7 viser sterkt forenklet de elementene som opptar belastning når et koplingsparti mellom et brønnhode og et bore- eller produksjonsstigerør blir påført et bøyemoment fra en horisontal lastkomponent.
Det henvises først til figur 1, hvor flere undersjøiske brønner 1 strekker seg nedover fra en sjøbunn 51 og er forbundet med en i og for seg kjent installasjon 2 som flyter på en vannoverflate 41, her vist som en strekkstagplattform som er vertikalt forankret i sjøbunnen 51 ved hjelp av flere strekkstag 21 som strekker gjennom en vannmasse 4 til respektive strekkstagankere 211 som er fastgjort i en løsmasse 5 under vannmassen 4. Brønnene 1 er tilkoplet strekkstagplattformen 2 ved hjelp av respektive stigerør 3 som tildanner lavtrykksbarrierer mot omgivelsene og som benyttes til framføring av borestreng (ikke vist) og annet utstyr ved etablering og vedlikehold av brønnene 1 og til framføring av transporter for brønnfluider (ikke vist) ved produksjon fra brønnene 1. Til hvert stigerør 3 er det tilknyttet nødvendige brønnventilsammenstillinger 22 på strekkstagplattformen 2. Brønnventilsammenstillingene 22 omfatter alle typer ventiler og sikkerhetsanordninger som er nødvendige for å kontrollere produksjonen fra og vedlikeholdet av brønnene 1, inkludert utblåsingssikringer.
Strømninger i vannmassen 4 er anskueliggjort med pilene 42. Strømningene 42, vind og bølger (ikke vist) kan forårsake horisontal avdrift av stigerørsplattformen 2 fra dens normalposisjon over brønnene 1.
Det henvises så til figur 2, hvor et første utførelseseksempel av systemet for stabilisering av stigerøret 3 er vist, idet et øvre parti av en brønn 1 er vist i større detalj. En lavtrykksbarriere 11 form av lederør og/eller foringsrør strekker seg på i og for seg kjent vis fra et fundament 14 og ned gjennom løsmassen 5 og ned i et borehull (ikke vist) i en underliggende undergrunnsstruktur (ikke vist). En høytrykksbarriere 12 i brønnen 1 i form av brønnrør (produksjonsrør) er anordnet innvendig i lavtrykksbarrieren 11. Brønnens lavtrykks- og høytrykksbarrierer 11, 12 rager opp over fundamentet 14 og tildanner et brønnhode 13.
Brønnhodet 13 tildanner ved hjelp av en brønnhodekopling 311 en fluidtett sammenkopling av brønnens 1 høytrykksbarriere 12 og et nedre parti 31 av stigerøret 3.
I en avstand fra brønnhodekoplingen 311 er det nedre stigerørspartiet 31 avstøttet mot fundamentet 14 ved hjelp av en støttestruktur 32 som omfatter anlegg 321, her vist som flere støtter 321 er fordelt omkring stigerørspartiet 31 , som ligger støttende an mot fundamentet 14. En støttestrukturkopling 322 tildanner forbindelsen mellom støttestrukturen 32 og stigerøret 3. I en foretrukket utførelse er det anvendt tre til åtte støtter 321.
Det henvises så til figur 3 hvor et andre utførelseseksempel av systemet for stabilisering av stigerøret 3 er vist. Fundamentet 14 er her utformet som et sugefundament 14 med et hus 141 med åpen bunn og en topp som er lukket med et toppdeksel 142. Sugefundamentet 14 er forsynt med et gjennomgående støtterør 143 som slutter tett mot toppdekselet 142. Lavtrykksbarrieren 11 i brønnen 1 i form av lederør og/eller foringsrør strekker på i og for seg kjent vis seg gjennom støtterøret 143 ned gjennom løsmassen 5 og ned i borehullet (ikke vist) i den underliggende undergrunnsstrukturen (ikke vist). Høytrykksbarrieren 12 i brønnen 1 i form av brønnrør (produksjonsrør) er anordnet innvendig i lavtrykksbarrieren 11. Brønnens lavtrykks- og høytrykksbarrierer 11, 12 rager opp over sugefundamentets 14 toppdeksel 142 og tildanner brønnhodet 13.
Brønnhodet 13 tildanner ved hjelp av brønnhodekoplingen 311 en fluidtett sammenkopling av brønnens 1 høytrykksbarriere 12 og det nedre partiet 31 av stigerøret 3.
I en avstand fra brønnhodekoplingen 311 er det nedre stigerørspartiet 31 avstøttet mot sugefundamentet 14 ved hjelp av støttestrukturen 32 som omfatter anlegg 321, her vist som flere støtter 321 er fordelt omkring stigerørspartiet 31, som ligger støttende an mot et randparti av sugefundamentets 14 topp. Støttestrukturkopling 322 tildanner forbindelsen mellom støttestrukturen 32 og stigerøret 3.
Det henvises så til figur 4, hvor et tredje utførelseseksempel av systemet for stabilisering av stigerøret 3 er vist. Et sugefundament 14 er med et hus 141 med åpen bunn og en topp som er lukket med et toppdeksel 142 rommer brønnhodet 13. Sugefundamentet 14 rager opp over sjøbunnen 51, og et parti av huset 141 strekker seg nedover i løsmassen 5. Et parti 31 av stigerøret 3 er avstøttet i sugefundamentets 14 toppdeksel 142. Sugefundamentet 14 tildanner i denne utførelsen både støttestrukturen og fundamentet i systemet.
Det henvises så til figur 5, hvor et fjerde utførelseseksempel av systemet for stabilisering av stigerør 3 er vist. Ei brønnramme 14a som dekker flere brønner 1 , tildanner et fundament for alle brønnenes 1 stigerør 3, idet stigerørenes 3 støttestrukturer 32 er understøttet på brønnramma 14a. Brønnramma 14a er i denne utførelsen fastgjort på flere fundamenter 14 som er anbrakt på sjøbunnen 51. Det kan være en fordel om fundamentene 14 er fastgjort i løsmassen 5 under sjøbunnen 51 ved hjelp av flere påler 14b som er slått ned gjennom utsparinger i fundamentet 14 og ned i løsmassen 5, slik det er vist i høyre del av figur 5.
Figur 6 viser en variant av utførelseseksempelet ifølge figur 5, idet brønnramma 14a i dette femte utførelseseksempelet er fastgjort i flere sugefundamenter 14 som på i og for seg kjent vis er ført ned i løsmassen 5 under sjøbunnen 51.
Det er en fordel om støttestrukturen 32 er fastgjort i fundamentet 14 eller brønnramma 14a på en slik måte at det kan overføres både trykk- og strekkraft mellom støttestrukturen 32 og fundamentet 14.
Strømningene 42 i vannmassen 4, den horisontale avdriften av stigerørsplattformen 2 fra dens normalposisjon over brønnene 1 samt vekten av stigerøret 3 resulterer i en horisontal lastkomponent Lh som uten anvendelse av systemet ifølge oppfinnelsen ville påført brønnhodekoplingen 311 et bøyemoment Mw, se figur 7. Stigerøret 3 og støttestrukturen 32 er koplet sammen på en måte som gjør det mulig for støttestrukturen 32 å oppta et bøyemoment Mf som en reaksjon på nevnte påførte lastkomponents Lh avbøyning av stigerøret 3, idet en vertikal lastkomponent Lh overføres til fundamentet 14. Støttestrukturkoplingen 322 kan være anordnet slik at stigerørets 3 nedre parti 31 kan oppvise en viss avbøyning før det støter an mot støttestrukturen 32 og den ytterligere belastningen i det vesentlige opptas av støttestrukturen 32. Utformingen av støttestrukturkoplingen 322 og dimensjoneringen av støttestrukturen 32 kan dermed anvendes til å styre hvor stor belastning brønnhodekoplingen 311 og brønnhodet 13 skal kunne utsettes for. Dersom støttestrukturkoplingen 322 er tildannet slik at den ikke tillater bevegelse mellom stigerøret 3 og støttestrukturen 32, vil brønnhodekoplingen 311 i det alt vesentlige ikke påføres belastninger forårsaket av avbøyning av stigerøret 3.
Det henvises så til figur 2a. Andelen av lastoverføring kan styres med at hver av støttene 321 omfatter et ettergivende parti 321a, for eksempel i form av en hydraulisk sylinder 321a som ved sterk belastning kan gi etter ved at sikkerhetsventiler eller akkumulatorer (ikke vist) i et tilknyttet hydraulikksystem (ikke vist) tillater at hydraulisk fluid slipper ut av sylinderen 321a når belastningen overstiger en fastsatt grenseverdi slik at støtten 321 gir etter for overbelastningen, og den hydrauliske sylinderen 321a vender tilbake til sin normale tilstand når belastningen faller under nevnte grenseverdi.
Figur 7 viser prinsipielt støttestrukturens 32 statikk. Heltrukne, skrå forbindelseslinjer mellom horisontale og vertikale linjer indikerer at forbindelsen er stiv. Stiplede, skrå forbindelseslinjer indikerer at forbindelsen kan tillate en begrenset innbyrdes bevegelse, slik det er beskrevet for støttestrukturkoplingen 322 ovenfor.
Når støttestrukturen 32 er festet på det nedre partiet 31 av stigerøret 3 påføres en horisontal lastkomponent Lh, påføres støttestrukturen 32 en vertikal last Lv som overføres til sugefundamentet 14 i en avstand fra brønnens 1 senterakse gjennom støttestrukturens 32 anlegg mot sugefundamentet 14, slik det er vist i høyre del av figur 7. I tillegg kan et motstående parti av støttestrukturen 32, dersom den er fastgjort i sugefundamentet 14 på dertil egnet vis, påføres en vertikal strekkraft, slik det er indikert i venstre del av figur 7. Stiplede piler indikerer resulterende reaksjonskrefter som oppstår i sugefundamentet 14. Avhengig av hvor stor vandring støttestrukturkoplingen 322 tillater av stigerøret 3 før stigerøret 3 legges støttende an mot støttestrukturen 32 og hvor stor bøyestivhet stigerøret 3 og støttestrukturen 32 oppviser, vil den andelen av det bøyemomentet Mw som ellers i sin helhet ville måtte bli opptatt av brønnhodekoplingen 311 , ved anvendelse av systemet ifølge oppfinnelsen nå opptas av støttestrukturen 32, dvs. Mf/Mw, der Mf er bøyemoment opptatt av støttestrukturen 32, variere. Beregninger viser at det er fullt mulig å dimensjonere støttestrukturen 32 til å kunne ta opp minst 9/10 av det bøyemomentet Mw som brønnhodekoplingen 311 måtte oppta ved en konvensjonell utforming av brønnhodet 13 og dets nærliggende elementer.
I tillegg til at systemet ifølge oppfinnelsen avlaster brønnhodekoplingen 311, reduserer anvendelse av fundament i form av sugefundamentet 14 ifølge det andre utførelseseksempelet av systemet risikoen for destabilisering av etablerte brønner 1 ved senere etablering av ytterligere brønner innenfor eller nær gruppen av etablerte brønner 1 i og med at sugefundamentene 14 både gir bedre avstøtting av brønnene 1 mot løsmassen 5 og reduserer risikoen for utvasking av løsmasse 5 når lavtrykksbarrieren 11 for en ny brønn føres ned i løsmassen 5 gjennom sugefundamentets 14 støtterør 143.
Det bør bemerkes at alle de ovennevnte utførelsesformene illustrerer oppfinnelsen, men begrenser den ikke, og fagpersoner på området vil kunne utforme mange alternative utførelsesformer uten å avvike fra omfanget av de vedlagte kravene. I kravene skal referansenumre i parentes ikke sees som begrensende.
Bruken av verbet "å omfatte" og dets ulike former ekskluderer ikke tilstedeværelsen av elementer eller trinn som ikke er nevnt i kravene. De ubestemte artiklene "en", "ei" eller "et" foran et element ekskluderer ikke tilstedeværelsen av flere slike elementer.
Det faktumet at enkelte trekk er anført i innbyrdes forskjellige avhengige krav, indikerer ikke at en kombinasjon av disse trekkene ikke med fordel kan brukes.

Claims (15)

Patentkrav
1. System for stabilisering av et bore- og/eller produksjonsstigerør (3) som strekker seg mellom en undersjøisk brønn (1) og en overflateinstallasjon (2) som flyter i en vannmasse (4) eller er understøttet på en sjøbunn (51) og rager opp over vannmassen (4), hvor
et brønnhode (13) rager opp over en løsmasse (5) som tildanner sjøbunnen (51),
en brønnhodekopling (311) tildanner en fluidtett sammenkopling av en høytrykksbarriere (12) i brønnen (1) og bore- og/eller produksjonsstigerøret (3), bore- og/eller produksjonsstigerøret (3) er tilkoplet en brønnventilsammenstilling (22) på overflateinstallasjonen (2), k a r a k t e r i s e r t v e d at systemet for stabilisering av bore- og/eller produksjonsstigerøret (3) omfatter et fundament (14) og en støttestruktur (32) som er tilkoplet et nedre parti (31) av bore- og/eller produksjonsstigerøret (3), idet
støttestrukturen (32) rager utover fra bore- og/eller produksjonsstigerørets (3) senterakse og samvirker med fundamentet (14) til å kunne ta opp en andel av et beregnet bøyemoment (Mw) omkring brønnhodekoplingen (311) generert av en horisontal lastkomponent ( Lh) som er påført bore- og/eller produksjonsstigerøret (3).
2. System i henhold til krav 1 , hvor støttestrukturen (32) er forsynt med anlegg (321) som ligger støttende an mot fundamentet (14) i en radiell avstand fra brønnhodet (13).
3. System i henhold til et hvilket som helst av de foregående kravene, hvor tilkoplingen mellom støttestrukturen (32) og bore- og/eller produksjonsstigerøret (3) er tildannet som en klaringsfri forbindelse.
4. System i henhold til krav 3, hvor støttestrukturen (32) omfatter en kopling (322) tildannet som ei hylse som omslutter et parti av bore- og/eller produksjonsstigerøret (3) med presspasning.
System i henhold til krav 3, hvor støttestrukturen (32) omfatter en kopling (322) tildannet som ei hylse som er krympet omkring et parti av bore- og/eller produksjonsstigerøret (3).
6. System i henhold til krav 1 , hvor fundamentet (14) er et sugefundament som er forsynt med et hus (141) med en åpen bunn og en topp som rager opp over løsmassen (5) og er lukket med et toppdeksel (142).
7. System i henhold til krav 6, hvor sugefundamentet (14) omslutter brønnhodet (13), og toppdekselet (142) er tilkoplet det nedre partiet (31) av bore- og/eller produksjonsstigerøret (3) og tildanner nevnte støttestruktur.
8. System i henhold til krav 6, hvor et øvre parti av en lavtrykksbarriere (11) og et øvre parti av en høytrykksbarriere (12) i brønnen (1) er avstøttet i et støtterør (143) i sugefundamentet (14).
9. Framgangsmåte for å stabilisere et bore- og/eller produksjonsstigerør (3) som strekker seg mellom en undersjøisk brønn (1) og en overflateinstallasjon (2) som flyter i en vannmasse (4) eller er understøttet på en sjøbunn (51) og rager opp over vannmassen (4), hvor framgangsmåten omfatter trinnene:
a) å anbringe et fundament (14) i eller på en løsmasse (5) som tildanner sjøbunnen (51);
b) å etablere en lavtrykksbarriere (11) og en høytrykksbarriere (12) i brønnen (1);
c) å tildanne et brønnhode (13) som rager opp over sjøbunnen (51); d) å sammenkople brønnens (1) høytrykksbarriere (12) med et boreog/eller produksjonsstigerør (3) ved hjelp av en fluidtettende brønnhodekopling (311); og
e) å sammenkople bore- og/eller produksjonsstigerøret (3) med en brønnventilsammenstilling (22) på overflateinstallasjonen (2), k a r a k t e r i -s e r t v e d at framgangsmåten omfatter de ytterligere trinnene:
f) å kople en støttestruktur (32) til et nedre parti (31) av bore- og/eller produksjonsstigerøret (3), idet støttestrukturen (32) rager utover fra bore- og/eller produksjonsstigerørets (3) senterakse og samvirker med fundamentet (14) på en slik måte at en andel av et beregnet bøyemoment (Mw) omkring brønnhodekoplingen (311) som genereres av en horisontal lastkomponent ( Lh) som påføres bore- og/eller produksjonsstigerøret (3), tas opp av støttestrukturen (32) og fundamentet (14).
10. Framgangsmåte i henhold til krav 9, hvor tilkoplingen mellom støttestrukturen (32) og bore- og/eller produksjonsstigerøret (3) tildannes som en klaringsfri forbindelse.
11. Framgangsmåte i henhold til krav 10, hvor støttestrukturen (32) omfatter en kopling (322) tildannet som ei hylse som omslutter et parti av bore- og/eller produksjonsstigerøret (3) med presspasning.
12. Framgangsmåte i henhold til krav 10, hvor støttestrukturen (32) omfatter en kopling (322) tildannet som ei hylse som er krympet omkring et parti av bore- og/eller produksjonsstigerøret (3).
13. Framgangsmåte i henhold til krav 9, hvor fundamentet (14) er et sugefundament som er forsynt med et hus (141) med en åpen bunn og en topp som rager opp over løsmassen (5) og er lukket med et toppdeksel (142).
14. Framgangsmåte i henhold til krav 13, hvor sugefundamentet (14) omslutter brønnhodet (13), og toppdekselet (142) er tilkoplet det nedre partiet (31) av boreog/eller produksjonsstigerøret (3) og tildanner nevnte støttestruktur.
15. Framgangsmåte i henhold til krav 13, hvor et øvre parti av en lavtrykksbarriere (11) og et øvre parti av en høytrykksbarriere (12) i brønnen (1) avstøttes i et støtterør (143) i sugefundamentet (14).
NO20190875A 2019-07-11 2019-07-11 System for stabilisering av stigerør NO20190875A1 (no)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20190875A NO20190875A1 (no) 2019-07-11 2019-07-11 System for stabilisering av stigerør
PCT/NO2020/050172 WO2021006743A1 (en) 2019-07-11 2020-06-22 A system an method for stabilizing a riser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20190875A NO20190875A1 (no) 2019-07-11 2019-07-11 System for stabilisering av stigerør

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO20190875A1 true NO20190875A1 (no) 2021-01-12

Family

ID=74114901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20190875A NO20190875A1 (no) 2019-07-11 2019-07-11 System for stabilisering av stigerør

Country Status (2)

Country Link
NO (1) NO20190875A1 (no)
WO (1) WO2021006743A1 (no)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2568740B (en) * 2017-11-27 2020-04-22 Equinor Energy As Wellhead load relief device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2023692A (en) * 1978-06-21 1980-01-03 Elf Aquitaine Connection-disconnection device between tubing and underwater wellhead for use with articulated production installations
US20140374115A1 (en) * 2013-06-24 2014-12-25 Bp Corporation North America, Inc. Systems and Methods for Tethering Subsea Blowout Preventers to Enhance the Strength and Fatigue Resistance of Subsea Wellheads and Primary Conductors
US20170356265A1 (en) * 2014-11-27 2017-12-14 Neodrill As Arrangement for Supporting a Wellhead
US20180223622A1 (en) * 2017-02-07 2018-08-09 Neodrill As Wellbore cement managment system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3983706A (en) * 1975-07-10 1976-10-05 Texaco Inc. Marine structure with hydraulic tensioner
GB2065197B (en) * 1979-09-12 1983-06-02 Shell Int Research Multiple bore marine risers
US4556340A (en) * 1983-08-15 1985-12-03 Conoco Inc. Method and apparatus for production of subsea hydrocarbons using a floating vessel
FR2616858B1 (fr) * 1987-06-18 1989-09-01 Inst Francais Du Petrole Element a raideur variable pour pied de colonne de transfert

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2023692A (en) * 1978-06-21 1980-01-03 Elf Aquitaine Connection-disconnection device between tubing and underwater wellhead for use with articulated production installations
US20140374115A1 (en) * 2013-06-24 2014-12-25 Bp Corporation North America, Inc. Systems and Methods for Tethering Subsea Blowout Preventers to Enhance the Strength and Fatigue Resistance of Subsea Wellheads and Primary Conductors
US20170356265A1 (en) * 2014-11-27 2017-12-14 Neodrill As Arrangement for Supporting a Wellhead
US20180223622A1 (en) * 2017-02-07 2018-08-09 Neodrill As Wellbore cement managment system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021006743A9 (en) 2021-06-10
WO2021006743A1 (en) 2021-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11208861B2 (en) Subsea wellhead assembly
NO313340B1 (no) Fremgangsmåte for å pæle lederør ned i en vannbunn
AU2015354871C1 (en) Arrangement for supporting a wellhead
NO345165B1 (no) Boresystem for boring av jordformasjoner ved å benytte en boreplattform
NO320336B1 (no) Dypvannsstigerorsystem
NO20100899A1 (no) Anordning og framgangsmate for stabilisering av et bronnhode, samt anvendelse av et sugefundament til understottelse av et bronnhode
EP3597854A1 (en) Arrangement for supporting a wellhead
NO20190875A1 (no) System for stabilisering av stigerør
NO338353B1 (no) Anordning og fremgangsmåte for skråstilling av lederør
CA3045978C (en) Wellbore cement management system
NO20191188A1 (no) Anordning ved brønnhode
NO302628B1 (no) Stigerör
KR101640791B1 (ko) 웰헤드 보강 유닛, 이를 포함하는 웰헤드 및 분출 방지용 스택 설치 방법
NO344358B1 (no) Anordning ved brønnhode
NO311844B1 (no) Ettergivende tårn
Xu et al. Design Features of Risers for the Extendable Draft Platform (EDP)