NO311267B1 - Fremgangsmåte for fjerning av brönnhodeutstyr, og kutteanordning for slik fjerning - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte ved kapping av en brønnforing under et undersjøisk brønnhode, og en kutteanordning for gjennomføring av en slik fremgangsmåte, for derved å muliggjøre en fjerning av brønnhodet.

Når en olje- eller gassbrønn skal forlates er en vanlig prosedyre å plugge brønnen med en egnet sementblanding, teste pluggens integritet, og så fjerne brønnhodet. På land kan brønnhodet fjernes ved hjelp av standardteknikk, og vanligvis kan foringen umiddelbart under brønnhodet kuttes i en avstand flere meter under marknivået, for derved å mulig-gjøre gjentatt plassering på brannstedet. Denne metodikk kan ikke i tilfredsstillende grad anvendes for undersjøiske brønner.

Det for undersjøiske brønner kjent å plugge brønnboringen med sement og så detonere en eksplosiv ladning i brønnforingen noe under brønnhodet, for derved å kappe foringen på dette sted og således frigjøre brønnhodeutstyret slik at det kan tas opp. Denne teknikk er imidlertid utilfredsstillende fordi deler av brønnhodet ofte vil være skadet etter eksplosjonskappingen og således ikke kan benyttes om igjen.

I EP-A-436 706 beskrives det en metodikk for kutting og fjerning av et brønnhode ved hjelp av et roterende kutteverktøy som er montert på enden av en borstreng som styres ned gjennom brønnhodet ved hjelp av et gjenvinningsverktøy. Da denne løsning kre vei-bruk av en borstreng kan den bare anvendes for brønnhoder som befinner seg under en egnet borerigg. Selv om denne metodikk i teorien vil kunne anvendes for et brønnhode som ikke befinner seg under en borerigg, idet man kan bringe inn en borelekter over brønnhodet og kjøre den nødvendige borstreng ned fra lekteren, vil en slik metodikk være prohibitiv av kostnadsårsaker, fordi opereringen av en slik borelekter er meget kostbar.

Foreliggende oppfinnelse vedrører således en metodikk for fjerning av et brønnhode, hvilken metodikk kan benyttes ved forlating av en undersjøisk olje- eller gassbrønn og ikke krever bruk av eksplosive ladninger eller bruk av en borerigg anordnet over brønn-hodet.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor en fremgangsmåte ved kapping av en brønn-foring under et undersjøisk brønnhode, som angitt i karakteristikken til krav 1. Ytterligere trekk ved fremgangsmåten er angitt i de uselvstendige fremgangsmåtekrav. Ifølge oppfinnelsen foreslås det også en kutteanordning for gjennomføring av fremgangsmåten, med de karakteristiske trekk som fremgår av den kjennetegnede del i krav 11. En videreutvikling av kutteanordningen er angitt i krav 12.

Ifølge oppfinnelsen er det således tilveiebragt en fremgangsmåte for kutting av en brønnforing som er plassert under et undersjøisk brønnhode, hvilken fremgangsmåte innbefatter kjøring av et kutteverktøy ned gjennom brønnhullet og inn i foringen, fastgjøring av en motor relativt brønnhodet slik at rotasjons-reaksjonskrefter kan overføres fra motoren til brønnhodet eller et festeelement som er fastgjort til brønnhodet, og drift av motoren for derved å rotere kutteverktøyet og således tilveiebringe en kapping av foringen.

Fordi i dette tilfellet reaksjonskraften fra motoren som driver kutteren overføres til brønnhodet, kreves ingen stiv kobling fra brønnhodet til overflaten. All energi som kreves for drift av kutteverktøyet (inkludert den energi som kreves av motoren) kan leveres til brønnhodet gjennom fleksible forbindelser fra et hjelpefartøy på havover-flaten, nær brønnhodet. Etter at foringene er kappet kan konvensjonelt løfteutstyr benyttes for fjerning av brønnhodeutstyret.

Oppfinnelsen vil bedre forstås under studium av den etterfølgende beskrivelse av en brønnhode-fjerningsoperasjon, under henvisning til tegningen som viser en foringskutter som kan benyttes ifølge oppfinnelsen.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for gjenvinning av et brønn-hode fra en undersjøisk brønn på en måte som ikke krever bruk av eksplosiver eller tilstedeværelsen av en borstreng som går fra brønnhodet til en overflaterigg. Oppfinnelsen kan realiseres ved bruk av et Multi-Functional Support Vessel (MSV) som kan ta med seg det utstyr som kreves for å forlate brønnen. Alternativt kan kompletteringen og forlatingen av brønnen skje ved bruk av flere fartøy, eksempelvis et fartøy som benyttes ved den nødvendige sementering og testing av brønnen, et fartøy for kapping av foringen, og et tredje fartøy som har egnet løfteutstyr for fjerning av brønnhodet fra havbunnen.

Ifølge en særlig utførelsesform av oppfinnelsen som egner seg for forlating av brønn-hoder i Nordsjøen, eksempelvis i det nordøstlige Frigg oljefelt, antas det at alle arbeider som kreves i forbindelse med brønnforlatingen, med unntakelse av den avsluttende løfting av brønnhodeutstyret, vil kunne foretas fra en enkelt MSV. Et slikt fartøy kan forsynes med alt nødvendig utstyr i en egnet havn og kan lokalisere det ønskde brønn-hodet ved en kombinasjon av GPS navigasjon og sonarsøk. Typisk kan et undervanns-fartøy benyttes for brønnhodeidentifiseringen og for gjennomføring av en undersøkelse av brønnhodestedet før brønnforlatingsoperasjonen starter.

Så snart man er på stedet kan det settes ned en dykkerklokke som muliggjør at en dykker kan preparere brønnhodet for forlatingsoperasjonen. Slike forhåndsarbeider vil typisk innbefatte fjerningen av et korrosjonsdeksel ved hjelp av fartøyets hovedkran.

Fartøyet kan så plasseres for setting av styreliner fra fartøyets moonpool og ned til PGB-styrestolper på brønnhodet.

En undersjøisk wiresluse med rørstinger kan så plasseres i dybet med fastklemming av de hydrauliske styre-navlestrenger til en pod-ledning i en avstand ca 6 meter over brønnhodet. Den passive kompensator åpnes og trykksettes til driftstrykk, under egnet overvåking. Den undersjøiske wiresluse funksjons- og trykktestes og sementslanger kan kjøres ned fra fartøyet ved hjelp av en kran. Dykkere kan så koble slangene til overgarigsventilene, og sementeringen kan så gjennomføres. Hvordan selve sementeringen gjennomføres er ikke kritisk for foreliggende oppfinnelse. Hensikten med- sementeringen er å sementere brønnboringen og trykkteste den resulterende sementplugg for å sikre at brønnen er tettet og forblir tettet når brønnhodet og noen få meter av foringsrøret like under brønnhodet er fjernet.

Så snart sementeringen er ferdig kan alt sementeringsutstyr sammen med styreliner fjernes for derved å rydde rundt brønnhodet. Fjerningen av det aktuelle sementerte brønnhodet kan så gjennomføres. Alternativt kan fartøyet komplettere sementeringer av flere brønnhodet før det går tilbake til det første brønnhodet for der å fortsette brønn-forlatings-prosedyren.

Det neste trinn innbefatter fjerning av pakningsanordninger som måtte blokkere adgangen til brønnboringen. Slike pakningsanordninger kan fjernes ved hjelp av konvensjonell teknikk.

Deretter plasseres kutteutstyret ifølge oppfinnelsen. Kutteutstyret innbefatter en mekanisk kutter for kapping av i det minste den innerste foringen i brønnen noen få

(typisk 2 til 3) meter under brønnhodet. Typisk vil et slikt verktøy innbefatte radielt ekspanderbare kniver som når verktøyet er i bruk, kan presses radielt utover til samvirke

med foringen ved hjelp av hydraulisk trykk. Et typisk utførelseseksempel av en kutte-innretning, anordnet på et brønnhode, er vist i tegningsfiguren. Foringsrør-kutteren er i seg selv ikke vist i figuren, og vil i praksis befinne seg ved den nedre enden av rør-strengen 8. Den spesielle utformingen av kutteren er ikke kritisk i forbindelse med oppfinnelsen, og det kan dreie seg om mange egnede roterende kuttere som har ekspanderbare kniver for kapping av brønnforinger etc.

Brønnhodet 1 er vist skjematisk på tegningen. Utformingen av brønnhodet er ikke kritisk, og oppfinnelsen kan anvendes for et bredt område av kommersielt tilgjengelige brønnhodeprofiler. For montering av kutteanordningen på toppen av brønnhodet er det på brønnhodet montert en egnet brønnhodekobling 2 som er festet til brønnhodet med konvensjonelle midler. Den viste brønnhodekobling 2 er en ABB Vetco Grey type H4 connector.

Monteringen av brønnhodekoblingen 2 på brønnhodet 1 hindrer en rotasjon av koblingen 2 relativt brønnhodet. Et dreiemoment som virker på koblingen 2 vil derfor overføres til brønnhodet og fra brønnhodet til foringen eller et styringsfundament. Det vil også kunne benyttes torsjonsarmer som strekker seg ut fra koblingen 2 eller en annen del av kutteutstyret, til styrestolper eller lignende faste elementer.

Den øvre enden av brønnhodekoblingen 2 har en koblingsflens 3 hvortil det er festet en monteringsflens 4 som inngår i en monteringsinnretning 5. Flensene 3, 4 kan festes sammen ved hjelp av egnede midler, eksempelvis ved hjelp av bolter, tapper eller klemmer. I den viste utførelsesform av oppfinnelsen er flensen 4 en API-flens som er klemt fast til flensen 3 ved hjelp av egnede klemelementer.

Monteringsinnretningen 5 innbefatter en topplate 6 hvortil det er festet en hydraulisk motor 7. Den hydrauliske motor er beregnet for rotering av en kort streng 8 som i sin nedre ende er forbundet med en egnet foringskutter. Utførelsen av kutteren er ikke relevant i forbindelse med oppfinnelsen. Kutteren er av en type som har radielt ekspanderbare kuttelementer som ved bruk av utstyret drives radielt utover til samvirke med foringen under påvirkning av hydraulisk trykk som tilføres gjennom strengens sentrale boring 9. Hydraulisk trykk, eksempelvis trykkvann, tilføres boringen 9 gjennom en roterbar union 10. Fortrinnsvis benyttes vann fra boringen 9 for kjøling av kutte-knivene i kutteinnretningen og for vekkspyling av kutterester fra knivene. Vann og rester vil kunne strømme oppover via ringrommet 11 mellom strengen 9 og foringen og ut gjennom boringer 12 i flensen 4, og så radielt ut gjennom passasjer 13 i monteringsinnretningen 5.

Motoren 7 kan være av en hvilken som helst egnet type, og eksempelvis kan det dreie seg om en hydraulisk motor som tilføres hydraulisk energi fra en MSV.

Da motoren 7 er montert på platen som utgjør en del av monteringsinnretningen 5, som i seg selv er festet til flensen 3, vil reaksjonskrefter som oppstår når motoren 7 roterer strengen 6, overføres til koblingen 2 og derfra til brønnhodet 1. Forbindelser til utstyret på tegningen kan derfor utføres som fleksible forbindelser, og det forefinnes intet element som går fra overflaten og til brønnhodet og som må ta opp torsjonskrefter som oppstår under kappingen.

Avhengig av den spesielle utforming av kutteren, og avhengig av antall foringer og foringsdiameterne i kappesonen, vil det kunne være nødvendig å periodisk ta opp kutte-verktøyet og omstille det for kutting av progressivt større diametre. Når slik omstilling skjer kan eventuelt også kutteelementene i kutteverktøyet byttes ut. En opptaking av kutteutstyret i den hensikt å endre kutteelementene eller omstille kuttearrangementet, kan lett gjennomføres ved å løsne flensen 3 fra flensen 4 og trekke hele utstyret opp til overflaten. I denne forbindelse kan det benyttes styreliner.

Ved ferdig kapping av foringen kan et mekanisk kuttesystem benyttes for å kappe de fire 30 tommers-peler.

Ettersom kappingen skrider frem kan det kompletterte brønnhodet overvåkes for å fastslå hvorvidt foringene er kappet. Dette kan gjennomføres ved bruk av et fjernstyrt videokamera som kan brukes for å undersøke den mekaniske kapping. Det kan også benyttes et mekanisk overvåkingsverktøy, eller et egnet loggeverktøy. Så snart full-stendig kapping av foring og peler er gjennomført, kan brønnhodet tas opp. Dersom brønnhodet kan brytes løs fra havbunnen relativt lett, vil opptaket av brønnhodet kunne gjennomføres ved hjelp av MSVens hovedkran. Alternativt kan MSVen fjernes fra stedet og erstattes med en tungløftlekter for opptak av brønnhodet.

Det skal nevnes at i stedet for den faste, beskrevne motor kan det inkorporeres en egnet slammotor i borstrengen. I så tilfelle vil den rotasjonskraft som genereres av slam-motoren overføres til brønnhodet via en monteringsinnretning på en slik måte at kravet om en rotasjonsmotstandsdyktig borstreng fra brønnhodet til overflaten elimineres. Sammenlignet med tidligere kjent teknikk byr oppfinnelsen på et antall fordeler som vil være innlysende for en fagmann. En særlig fordel ved oppfinnelsen er at hele utstyret kan fremstilles på en relativt kompakt måte, slik at avstanden fra toppen av brønnhodet til kutteren kan holdes relativt liten. Dette muliggjør en kapping av foringen nærmere brønnhodet og vil bidra til å lette den etterfølgende fjerning av brønnhodet.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte ved kapping av en brønnforing under et undersjøisk brønnhode (1), karakterisert ved følgende trinn: tilveiebringelse av en kutteanordning innbefattende en motormonteringsinnretning (5,6), en motor (7) med et hus festet til motormonteringsinnretningen (5,6) og med en utgående aksel, en radielt ekspanderbar kutter, og en rørstreng (8) som forbinder kutteren med motorens utgående aksel, senking av kutteanordningen til en operativ stilling i hvilken kutteren er plassert i foringen under brønnhodet (1) og monteringsinnretningen (5,6) befinner seg ved eller over brønnhodenivået og hosliggende en flate på brønnhodet eller et festeelement (2) fastgjort relativt brønnhodet (1), hvilken flate strekker seg radielt relativt rørstrengens (8) lengdeakse, festing av monteringsinnretningen (5,6) til brønnhodet (1) eller festeelementet (2) for derved å kunne overføre rotasjons-reaksjonskrefter fra monteringsinnretningen (5,6) til brønnhodet (1) eller festeelementet (2) og overføre aksial-reaksjonskrefter fra monteringsinnretningen (5,6) til flaten, radielt å ekspandere kutteren til samvirke med foringen og drift av motoren (7) for rotering av rørstrengen (8) og derved rotere kutteren for kapping av foringen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved .at festeelementet er en brønnhodekobling (2) montert på brønnhodet (1), og at brønnhode-koblingen (2) festes til brønnhodet (1) før kutteanordningen senkes ned til sin operative stilling.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at festingen av monteringsinnretningen (5,6) innbefatter en fastklemming av monteringsinnretningen på brønnhodekoblingen (2) ved at flenser (3,4) på henholdsvis brønnhode-koplingen (2) og monteringsinnretningen (5,6) bringes sammen og klemmes mot hverandre.

4. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert v e d at den radielle ekspandering av kutteren skjer ved å tilføre et fluid under trykk til kutteren via rørstrengen (8).

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at trykkfluidet er et trykksatt slam eller trykkvann.

6. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert v e d at driften av motoren (7) innbefatter tilføring av hydraulisk kraft til motoren.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at den hydrauliske kraft tilveiebringes ved hjelp av trykksatt hydraulisk olje.

8. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 4 til 7, karakterisert v e d at forbindelsen av motoren (7) og/eller kutteren til en trykkfluidiumkilde skjer via en fleksibel forbindelse.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at trykkfluidet tilføres fra et støttefartøy.

10. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert v e d at følgende ytterligere trinn foretas etter igangsettingen av motoren: (a) Motoren (7) stanses, (b) kutteanordningen fjernes fra foringen og brønnhodet (1), (c) kutteren omstilles for kapping av en alternativ brønnforingsdiameter og/eller for utbytting av slitte kutteelementer, (d) kutteanordningen plasseres tilbake i sin driftsstilling, og (e) motorens (7) drift gjenopptas.

11. Kutteanordning for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den innbefatter en motormonteringsinnretning (5,6) en motor (7) med et hus festet til motormonteringsinnretningen (5,6) og med en utgående aksel, en radielt ekspanderbar kutter, en rørstreng (8) som forbinder kutteren med motorens (7) utgående aksel, og midler for fastgj øring av monteringsinnretningen (5,6) til et brønnhode (1) eller et festeelement (2) som er fastgjort relativt brønnhodet, slik at rotasjons-reaksjonskrefter fra monteringsinnretningen (5,6) overføres til brønnhodet (1) eller festeelementet (2) og aksial-reaksjonskrefter overføres fra monteringsinnretningen (5,6) til en radielt forløpende flate på brønnhodet eller festeelementet.

12. Kutteanordning ifølge krav 11, karakterisert ved at monteringsinnretningen (5,6) har minst en passasje (12,13) som muliggjør at en strøm av sjøvann kan gå fra foringen og ut i sjøvannet over brønnhodet (1).