NO312477B1 - Ringroms-adkomstventilsystem med både hydraulisk og mekanisk aktiveringssystem - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår et undersjøisk brønnhodeapparat, og mer spesielt en ringroms-adkomstventil for bruk i ringromsboringen i en rørhenger, for å tillate selektiv tetning av brønnens ringrom.

Med en typisk undersjøisk brønnkomplettering, er det en rekke forings-rørstrenger som begynner i et brønnhode-hus plassert på sjøbunnen, og som fortsetter nedover. Det innerste foringsrør er typisk kalt produksjonsrøret. Denne strengen-henger inne i brønnhodet ved en rørhenger- og strekker seg ned til pro-' duksjonssonen i brønnen. Rørhengeren omfatter en produksjonsboring som strekker seg gjennom den for å tillate kommunikasjon mellom det undersjøiske utstyr forbundet med brønnhodet og produksjonsrøret. På lignende måte omfatter rørhengeren også en ringroms-boring som strekker seg gjennom denne for å dan-ne adkomst mellom det undersjøiske utstyr og brønnens ringrom rundt produk-sjonsrøret. Når et ventiltre eller en utblåsningsventil (BOP) blir festet på eller fra-koplet brønnhodet, må både produksjonshullet og ringrommet tettes. I tillegg, når olje eller gass blir produsert gjennom produksjonshullet, må ringromsboringen være åpen for å tillate utlufting av ringrommet. Det eksisterer derfor et behov for en ringroms-adkomstventil som selektivt kan åpne og tette ringrommet.

I brønnhodesystemer ifølge tidligere teknikk, har forskjellige innretninger vært brukt til å tette ringromsboringen. En av de mest brukte innretninger er en vaier-utplassert isolasjonsplugg som blir satt i en tetningsprofil i rørhengeren. I denne innretningen, er ikke tetningene som isolerer ringrommet permanent installert; de blir holdt på vaier-innsetningspluggen som blir trukket så snart det under-sjøiske utstyr er installert. En annen kjent anordning er en fjærbelastet tilbake-slagsventil som kan åpnes hydraulisk eller mekanisk etter at undervannsutstyret er installert. For eksempel omtaler US patent nr 4.449.583 en ringformet ventildel som er fjærforspent oppover inn i den lukkede posisjonen, men som kan være skjøvet nedover ved et passende verktøy eller ved hydraulisk trykk for å åpne en bane fra rørringrommet til brønnhodeutstyret ovenfor. Denne anordning forenkler systemet ved å eliminere den vaierlinesatte isolasjonspluggen, men på grunn av sikkerhetsbetraktninger, slik som at tilbakeslagsventrlen ikke er lett å teste, er denne ikke benyttet i større utstrekning på utsiden av Brasil. En ytterligere tidligere kjent anordning er en ringformet glidende muffeventil som er hydraulisk aktuert for å åpne eller tette ringromsboringen. Denne ventilen er imidlertid typisk permanent installert. Ventiltetningene er således ikke uskiftbare uten å gjenvinne hele rør-hengeren til overflaten, hvilket er en meget kostbar operasjon. I tillegg mangler tidligere kjente muffeventiler midler for å tilveiebringe en oppbakkingstetning i tilfelle av et sammenbrudd i den primære tetningen. En annen tidligere kjent ringroms-slukningsanordning er beskrevet i GB patent nr. 2.243.383, som omtaler en ventildel som er glidbart montert innen ringromsboringen. Lukningsanordning-en er hydraulisk aktuert for å gli over en strømningsport i ringromsboringen for derved å lukke ringromsboringen. Lukningsdelen innbefatter imidlertid ingen midler som den kan aktueres manuelt med i tilfelle av et sammenbrudd i det hydrauliske systemet.

Det er derfor et mål for den foreliggende oppfinnelse å frembringe en ringroms-adkomstventil som ikke krever bruk av en vaier-innsettingsplugg i sin primære operasjonsmodus, men som kan brukes sammen med en vaierinnset-tingsplugg som en reserve hvis primærpakningen feiler.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse, er disse og andre mål og fordeler opp-nådd ved å frembringe et ringroms-adkomstventilsystem for selektiv åpning og tetting av en ringromsboring i brønnhodeapparatet omfattende: en ringromsboringsinnsats, tettende og fast festet inne i ringromsboringen;

minst en strømningsport utformet i boringsinnsatsen for å etablere en fluidbane gjennom ringromsboringen;

en ringformet ventilhylse tettende og glidbart festet inne i boringsinnsatsen; og

en hydraulisk innretning for å heve og senke ventilhylsen over strømnings-portene;

hvorved hylsen kan være aktuert for å åpne strømningsporten og derved åpne ringromsutboringen og å lukke strømningsporten og derved tette ringromsboringen, kjennetegnet ved:

en vaierlineverktøyprofil formet i ventilhylsen; og

et vaierlineverktøy;

hvori vaierlineverktøyet engasjerer vaierlineverktøyprofilet for å tilveiebringe en innretning for manuell åpning og lukking av ventilhylsen.

Videre oppnås målene med oppfinnelsen ved et ringroms-adkomstventilsystem for selektiv åpning og tetting av en ringromsboring i et brønnhodeapparat omfattende: en ringromsboringsinnsats, tettende og fast festet inne i ringromsboringen; minst en strømningsport formet i boringsinnsatsen for å etablere en fluidbane gjennom ringromsboringen; en ringformet ventilhylse tettende og glidbart festet innen boringsinnsatsen; hydraulisk innretning for å heve og senke ventilhylsen og strømningsporten; hvorved hylsen kan være aktuert for å åpne strømningsporten og derved åpne ringromsboringen og for å lukke strømningsbanen og derved tette ringromsboringen, kjennetegnet ved: et vaierlineinstallasjonsprofil formet i ringromsboringen over ventilhylsen; og en vaierlineisolasjonsplugg;

hvori vaierlineisolasjonspluggen engasjerer isolasjonspluggprofilet for å tette ringromsboringen.

Disse og andre mål og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå fra den følgende beskrivelse, med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 er et tverrsnittriss av en rørhenger som omfatter ringromsadkomst-ventilen ifølge den foreliggende oppfinnelse; Fig. 2 er et tverrsnittriss av en del av rørhengeren på fig. 1, og viser ringroms-adkomstventilen i en delvis åpen stilling; og Fig. 3 er et tverrsnittriss av en del av rørhengeren på fig. 1, og viser ringroms-adkomstventilen i en helt åpen stilling.

Det henvises først til fig. 1, hvor ringroms-adkomstventilsystemet ifølge den foreliggende oppfinnelse, indikert generelt ved henvisningstall 10, er vist plassert i en ringroms-boring 12 som strekker seg gjennom en rørhenger 14. Rørhengeren 14 omfatter også en produksjonsboring 16 og en anordning 18 for å tette rør-hengeren 14 mot brønnhodet 20. Som man kan se på fig. 1, er ringromsboringen

12 en enkelt utboring forskjøvet fra produksjonsboringen 16.

Ventilsystemet 10 omfatter en ringformet boringsinnsats 22 som er tettende og fast festet med den nedre del 24 av ringromsboringen 12. En rekke strøm-ningsporter 26 er utformet i boringsinnsatsen 22, og en strømningsbane 28 som fører til strømningsportene 26 er definert mellom boringsinnsatsen 22 og den nedre del 24 av ringromsboringen 12. Flere porter 26 etablerer således fluidumbaner inne i ringromsboringen 12.

Ventilsystemet 10 omfatter også en ringformet ventilhylse 30 som er glidbart mottatt inne i både ringromsboringen 12 og boringsinnsatsen 22. Ventilhylsen 30 omfatter et sett øvre hydrauliske pakninger 32 og et sett nedre hydrauliske pakninger 34, som begge tetter mot en mellomliggende del 36 av ringromsboringen 12. Ventilhylsen 30 omfatter også en seksjon 38 med forstørret diameter, utformet nær de nedre hydrauliske pakninger 34. Den mellomliggende del 36 er konstruert slik at et øvre ringrom 40 er dannet ovenfor seksjonen 38 med forstør-ret diameter, og et nedre ringrom 42 er dannet nedenfor seksjonen 38 med for-størret diameter. En hydraulisk port 44 er i kommunikasjon med det øvre ringrom 40 og en styrt kilde for hydraulisk fluidum (ikke vist), og en lignende hydraulisk port 46 er i kommunikasjon med den nedre ringrom 42 og den styrte kilde av hydraulisk fluidum. Nedadgående bevegelse av ventilhylsen 30 er begrenset ved interak-sjonen mellom seksjonen 38 med forstørret diameter og den øvre del av boringsinnsatsen 22, mens oppadgående bevegelse av ventilhylsen 30 er begrenset ved interaksjon mellom seksjonen 38 med forstørret diameter og en skulder 48 som er utformet i ringromsboringen 12.

Ventilhylsen 30 omfatter videre et sett øvre strømningspakninger 50 og et sett av nedre strømningspakninger 52. Strømningspakningene 50 og 52 er fortrinnsvis konstruert, for eksempel, av et elastomermateriale for effektivt å tette ventilhylsen 30 mot boringsinnsatsen 22 mens den samtidig tillater relativ bevegelse mellom dem. Ventilhylsen 30 omfatter også et sett stempelringer 54 plassert nedenfor de nedre strømningspakninger 52. I den lukkede stilling for ventilhylsen 30, som er vist på fig. 1, spenner de øvre og nedre strømningspakninger 50 og 52 over strømningsportene 26 for effektivt å tette ringromsutboringen 12.

I operasjon av ventilsystemet 10, blir en passende hydraulisk styrebryter (ikke vist) aktivert for å injisere hydraulisk fluidum inn i det nedre ringrom 42 for å heve ventilhylsen 30, som vist på fig. 2. Når de nedre strømningspakninger 52 passerer strømningsportene 26, vil stempelringene 54 hindre at strømningspak-ningene blir vasket ut. Ventilhylsen 30 fortsetter oppover til seksjonen 38 med for-størret diameter engasjerer skulderen 48 i ringromsboringen 12, som vist på fig. 3. I denne stilling, er strømningsportene 26 helt åpne og tillater fullstendig kommunikasjon mellom brønnens ringrom nedenfor og de undersjøiske utstyr ovenfor. For å tette ringromsboringen 12, blir den hydrauliske styrebryter aktivert for å injisere hydraulisk fluidum inn i det øvre ringrom 42. Dette tvinger ventilhylsen 30 nedover til seksjonen med forstørret diameter 38 engasjerer den øvre del av boringsinnsatsen 22.1 denne posisjon (fig. 1), spenner de øvre og nedre strømningspak-ninger 50 og 52 over strømningsportene 26, for dermed effektivt å tette brønnens ringrom fra det undersjøiske utstyr.

Henvises igjen til fig. 1, ventilsystemet 10 omfatter fortrinnsvis også et vai-erverktøyprofil 56 utformet på den indre overflate 58 av ventilhylsen 30. Dette gjør det mulig for et vaierverktøy å engasjere ventilhylsen 30 å heve og senke den til åpen og lukket stilling i tilfelle en feil på det hydrauliske system.

Ventilsystemet 10 kan også* omfatte en vaier-isoleringspluggprofil 60 utformet i en øvre del 62 av ringromsboringen 12 ovenfor ventilhylsen 30. Dette gjør det mulig for en isolasjonsplugg å bli vaier-innsatt i ringromsboringen 12 for å tette ringromsboringen 12 i tilfelle en feil på ventilhylsen 30.

Claims (2)

1. Ringroms-adkomstventilsystem (10) for selektiv åpning og tetting av en ringromsboring (12) i brønnhodeapparatet omfattende: en ringromboringsinnsats (22), tettende og fast festet inne i ringromsboringen (12); minst en strømningsport (26) utformet i boringsinnsatsen for å etablere en fluidbane gjennom ringromsboringen; en ringformet ventilhylse (30) tettende og glidbart festet inne i boringsinnsatsen; og en hydraulisk innretning for å heve og senke ventilhylsen over strømnings-portene; hvorved hylsen (30) kan være aktuert for å åpne strømningsporten og derved åpne ringromsutboringen og å lukke strømningsporten (26) og derved tette ringromsboringen, karakterisert ved: en vaierlineverktøyprofil (56) formet i ventilhylsen (36); og et vaierlineverktøy; hvori vaierlineverktøyet engasjerer vaierlineverktøyprofilet for å tilveiebringe en innretning for manuell åpning og lukking av ventilhylsen.

2. Ringroms-adkomstventilsystem (10) for selektiv åpning og tetting av en ringromsboring (12) i et brønnhodeapparat (14) omfattende: en ringromsboringsinnsats (22), tettende og fast festet inne i ringromsboringen (12); minst en strømningsport (26) formet i boringsinnsatsen for å etablere en fluidbane gjennom ringromsboringen; en ringformet ventilhylse (30) tettende og glidbart festet innen boringsinnsatsen; hydraulisk innretning for å heve og senke ventilhylsen over strømningspor-ten; hvorved hylsen kan være aktuert for å åpne strømningsporten og derved åpne ringromsboringen og for å lukke strømningsbanen og derved tette ringromsboringen, karakterisert ved: et vaierlineinstallasjonsprofil (60) formet i ringromsboringen over ventilhylsen; og en vaierlineisolasjonsplugg; hvori vaierlineisolasjonspluggen engasjerer isolasjonspluggprofilet for å tette ringromsboringen.