NO314521B1 - Apparat for installering av en sensor på et målested som kan nås av en kanalordning og i hvilket minst ±n fysisk parameter skal måles - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår apparater for fjernmåling av fysiske parametere, hvor fordelen med optiske fiberkabler og optiske fibersensorer blir utnyttet for bruk i oljeindustrien, spesielt for bruk med fjerntliggende undersjøiske satellitt-brønner og skorstener på oljeraffinerier, og slik at sensorene kan hentes tilbake og skiftes ut. Spesielt angår oppfinnelsen et apparat for installering av en sensor på et målested som kan nås av en kanalordning og i hvilket minst én fysisk parameter skal måles, og en fremgangsmåte for avføling av minst én fysisk parameter som eksisterer i én eller flere fjerne målesteder som er tilgjengelige langs en kavitet.

Etter hvert som olje- og gass-reserver er blitt forbrukt gjennom årene, har utvinningen av olje og gass blitt mer vanskelig under mer krevende forhold. Føl-gelig er det et behov for at reservene kan bli overvåket med en høyere kvalitet enn hittil, og dette er et spesielt tilfelle for olje- og gass-reserver som ligger under sjø-bunnen. Optiske fibersensorer, sammen med optiske fiberkabler for å forbinde sensorene med måleinstrumenter, blir utviklet for dette formål side de tilbyr spesielle fordeler, spesielt i evnen til å motstå ekstremt høye trykk og temperaturer. Videre kan slike optiske fibersensorer være av en konstruksjon og diameter som er lik selve kabelen. Det er spesielle fordeler ved å være i stand til å fjerne og skifte ut en sensor for kalibrering, reparasjon og forbedring, men dette er spesielt vanskelig å gjøre i oljeindustrien, spesielt med undersjøiske brønner på grunn av de vanskelige miljøforhold og ofte betydelige avstander på titalls kilometer mellom det ønskede målepunkt ved bunnen av en brønn og det punkt hvor informasjonen skal brukes på produksjonsplattformen. I tillegg, de betydelige krav som stilles til det utstyr som er involvert i utvinning av olje og gass gjør det vanskelig og kostbart å løse måleproblemene. Det er derfor meget ønskelig å ha apparater som er i stand til å isolere problemene med måling fra alle de andre utfordringer med utnyt-telse av olje eller gass-reserver, spesielt hvis det ikke er nødvendig å installere målesystemet på samme tid som det øvrige utstyr.

Kjemiindustrien har et behov for å overvåke utslipp fra skorstener og andre rør, på et typisk prosess-sted, vil det være mange skorstener over et stort landom-råde. For tiden blir denne overvåkningen utført ved å installere stiger og plattfor-mer på utsiden av skorsteinspipene, installering av kostbart utstyr på plattformene, og sending av trenede personer opp stigene til plattformene for å utføre målinger på en regelmessig basis. En meget bedre tilnærming ville være å ha et apparat som er i stand til å isolere problemene med måling fra utfordringen med å få folk og utstyr til det fjerne målested, spesielt hvis det ikke er nødvendig å installere måleutstyret på samme tid som det øvrige utstyr.

Et mål for den foreliggende oppfinnelse er å forbedre kjente apparater ved å forenkle de apparater som er nødvendige å installere og gjenvinne en optisk fibersensor for måling av fysiske parametere, og et videre mål er å gjøre dette med et minimum av forstyrrelse av andre operasjoner som finner sted under olje- og gass-produksjon.

Ifølge et første aspekt tilveiebringer oppfinnelsen et apparat for installering av en sensor på et målested som kan nås av en kanalanordning og i hvilket minst én fysisk parameter skal måles, omfattende: en sensor for avføling av den minst ene fysiske parameter; en kabelanordning i kommunikasjon med sensoren og kommuniserbart tilkoplingsbar til en instrumentanordning; og en kabelinstallasjonsanordning for installering av sensoren og kabelanordningen i kanalanordningen og plassering av sensoren på målestedet, idet kabelinstallasjonsanordningen omfatter anordninger for å drive fram fluid langs kanalanordningen ved hjelp av en kraftforsyningsanordning.

Videre tilveiebringer oppfinnelsen i et andre aspekt en fremgangsmåte for avføling av minst én fysisk parameter som eksisterer i én eller flere fjerne målesteder som er tilgjengelige langs en kavitet, omfattende: å tilveiebringe minst én sensor støttet av en kabelanordning, der sensoren er i stand til å avføle minst én fysisk parameter; å føre i det minste deler av kabelanordningen langs en kanalanordning; å drive fram fluid langs kanalanordningen ved hjelp av en kraftforsyningsanordning for å tvinge i det minst deler av kabelanordningen og minst én sensor langs kanalanordningen; å installere den minst ene sensoren i én eller flere ønskede målesteder; og å avføle informasjon fra den minst ene sensor.

Det beskrives et apparat for fjernmåling av fysiske parametere, omfattende sensoranordninger for å føle en eller flere fysiske parametere, instrumenteringsanordninger for å avsøke sensoranordningene og gjøre en måling, kabelanordninger for å kommunisere mellom sensoranordningene og instrumenteringen, beholderanordning for å inneholde sensoranordningen og kabelanordningen før installasjon av sensoranordningene, monteringsanordning for å understøtte beholderen på et passende sted, kanalanordning for å danne en kanal mellom beholderanordningen og et målested, hvor kanalen passer for å motta kabelen og sensoranordningen, og en kabelinstallasjonsanordning for å installere sensoranordningen og kabelen fra inne i beholderen og inn i kanalanordningen, og plassering av sensoranordningen på målestedet.

Apparatet kan omfatte en kraftforsyningsenhet for å levere kraft til apparatet.

Apparatet kan omfatte en innsetningsanordning for å plassere beholderen i holdeanordningen slik at det dannes kontakt med kanalen.

Apparatet kan omfatte en kanalkoplingsanordning for å danne kontakt mellom beholderanordningen og kanalanordningen.

Sensoranordningen kan være en eller flere optiske fibersensorer. Sensoranordningen bør fortrinnsvis ha dimensjoner som tillater at kanalanordningen er en vanlig tilgjengelig komponent. Det er også å foretrekke at den optiske fibersensor kan ha en konstruksjon og diameter som kan sammenlignes med dimensjonene til kabelanordningen.

Instrumenteringsanordningen kan være slik at en måling kan registreres på det tidspunkt den skjer, for bruk på et senere tidspunkt. Instrumenteirngsanordnin-gen kan også være slik at målingen blir overført til en mottaker som er plassert på et annet sted ved bruk av en ikke-kontaktmetode, så som radiobølgeforbindelse.

Kabelanordningen kan være en eller flere optiske fiberkabler som inneholder en eller flere optiske fiber bølgeledere. Den optiske fiberkabel bør fortrinnsvis være av en type som er i vanlig bruk i telekommunikasjons-industrien. Fiberkabe-len bør fortrinnsvis være viklet på en kabel-dispenseringsanordning i likhet med de som blir brukt i fiberoptikk-styrte missiler og torpedoer.

Beholderanordningen kan være en enkelt enhet, eller kan være et flertall av enheter, hver for det formål å utplassere utførelser av sensoranordningen.

Beholder-holdeanordningen kan være slik at den gir plass for beholderanordningen som en enkelt enhet, eller kan være slik at den gir rom for et flertall enheter for det formål å utplassere utførelser av sensoranordningen.

Kanalanordningen kan være ett eller flere rør med ett eller flere hulrom. Fortrinnsvis kan kanalanordningen være et rør for kjemisk injeksjon eller et hydraulisk rør, og kanalanordningen bør helst være et vanlig tilgjengelig 6,35 mm høy-trykks hydraulisk rør. Kanalanordningen kan også være et naturlig hulrom i mil-jøet, som inneholder en føring så som en kabel eller monorail eller en stang med et spor. Kanalanordningen kan også brukes for kalibrering av sensoranordningen.

Kabelinstallsjons-anordningen kan benytte tyngdekraften, eller kan fortrinnsvis hjelpes ved å bruke hydraulisk trykk og/eller hydrauliske dragkrefter. Kabelinstallasjons-anordningen kan også brukes til å fjerne sensoranordningen fra kanalanordningen. Kabelinstallasjons-anordningen kan også omfatte en kabelutlegningsanordning for å trekke kabelanordningen ut av beholderanordningen på en styrt måte.

Kraftforsyningsanordningen kan ligge i sin helhet inne i beholderanordningen. Alternativt kan kraftforsyningsanordningen være plassert utenfor beholderanordningen, i hvilket tilfelle det er anordnet en kraftforsyningskontakt for å danne en forbindelse mellom kraftforsyningsanordningen og komponentene i apparatet inne i beholderanordningen, hvor kraftforsyningskontakten sluttes når beholderanordningen plasseres i holdeanordningen, og kraftforsyningskontakten blir brutt når beholderanordningen fjernes fra holderanordningen. Kraftforsyningsanordningen kan levere kraft i en kombinasjon av forskjellige former, så som elektrisk, magnet-isk, hydraulisk, pneumatisk og optisk effekt.

Beholder-innsettingsanordningen kan være manuell for anvendelse hvor beholder-holderanordningen er plassert på et gunstig sted. For andre og mer eks-treme miljøer, kan beholder-innsettingsanordningen omfatte bruken av et automa-tisk apparat, så som et undersjøisk fjernstyrt kjøretøy, for eksempel når beholder-holderen er plassert på sjøbunnen.

Apparatet kan være et i hvilket kabelinstallasjons-anordningen omfatter en kabel-fjemeanordning for å fjerne sensoranordningen og kabelanordningen fra inne i kanalanordningen og tilbake til beholderanordningen, hvor kanal-kontaktanordningen omfatter en kanal-bryteranordning for å bryte forbindelsen mellom beholderanordningen og kanalanordningen, og beholder-innsettingsanordningen omfatter en beholder-fjerneanordning for å fjerne beholderanordningen fra beholder-holderen slik at kanalkontakten blir brutt.

Apparatet kan være et i hvilket instrumenterings-anordningen blir oppbevart inne i beholderanordningen.

Apparatet kan også være slik at instrumenteringsanordningene befinner seg på utsiden av beholderanordningen, og det er videre tilveiebrakt en kommunikasjonsanordning for å forbinde kabelanordningen inne i beholderanordningen med instrumenteringsanordningene. Kommunikasjonsanordningen kan omfatte en kommunikasjons-kontaktanordning for å danne en signalforbindelse mellom innsiden og utsiden av beholderanordningen, hvor signalforbindelsen dannes når beholderanordningen befinner seg i beholder-holdeanordningen, og signalforbindelsen brytes når beholderanordningen fjernes fra beholder-holderen.

I en annen utførelsesform kan apparatet være slik at

instrumenteringsanordningene omfatter en indre instrumenteirngsanordning plassert inne i beholderanordningen og en ytre instrumenteringsanordning plassert utenfor beholderanordningen, og der er videre anordnet en instrumenterings-kommunikasjonsanordning for kommunisering mellom den indre instrumenteringsanordning og den ytre instrumenteringsanordning. Instrumenteringskommunika-sjons-anordningen kan omfatte en instrumenterings-kommunikasjonskontaktan-ordning for å danne en instrumenteringsforbindelse mellom den indre instrumenteringsanordning og den ytre instrumenteringsanordning for beholderanordningen, hvor instrumenteringsforbindelsen blir sluttet når beholderanordningen plasseres i beholder-holdeanordningen, og instrumenteringsforbindelsen blir brutt når beholderanordningen fjernes fra beholder-holderen.

Apparatet kan være anordnet slik at kommunikasjonskontaktanordningen kan kombineres med kraftforsyningskontaktanordningen.

Oppfinnelsen er angitt i de vedføyde krav.

Utførelser av oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere gjennom eksempler, og under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 er et diagram av en utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor instrumenteringsanordningen og kraftforsyningsanordningen er plassert inne i beholderanordningen; Fig. 2 er et diagram av en utførelse av oppfinnelsen hvor kraftforsyningsanordnin gen og instrumenteringsanordningen er utenfor beholderanordningen; Fig. 3 er et diagram av en utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor detaljer av kabelinstallasjonsanordningen er vist; Fig. 4 er et diagram av en utførelse av den foreliggende oppfinnelse med detaljer av kabelinstallasjonsanordningen; Fig. 5 er et diagram av en utførelse av den foreliggende oppfinnelse med detaljer av kabelinstallasjonsanordningen; Fig. 6 er et diagram av en utførelse av den foreliggende oppfinnelse med detaljer av kabelinstallasjonsanordningen; Fig. 7 er et diagram av en utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor mer enn en beholderanordning er installert i en enkelt beholder-holdeanordning; Fig. 8 er et diagram av en utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor mer enn en beholderanordning er installert i en enkelt beholder-holdeanordning; Fig. 9 er et diagram av en utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor mer enn en beholderanordning er installert i en enkelt beholder-holdeanordning; Fig. 10 er et diagram av en utførelse av den foreliggende oppfinnelse som viser detaljer av et aspekt ved kommunikasjonsanordningen; Fig. 11 er et diagram av en utførelse av den foreliggende oppfinnelse som viser detaljer av en olje- eller gassbrønn; Fig. 12 er et diagram av en utførelse av den foreliggende oppfinnelse som viser detaljer om hvordan oppfinnelsen kan brukes for å ettermontere sensorer i eksisterende olje- og gassbrenner; og Fig. 13 er et diagram av en utførelse av den foreliggende oppfinnelse som detalje-rer dens anvendelse ved utplassering av sensorer i fjerntliggende undersjø-iske olje- og gassbrønner. Det henvises først til figur 1, hvor en beholderanordning 4 inneholder sensoranordning 1, instrumenteirngsanordning 2, kabelanordning 3, kabelinstallasjonsanordning 9, og kraftforsyningsanordning 10. Beholderanordningen 4 er satt inn med beholder-innsettingsanordningen 11 i beholder-holdeanordningen 5 som er plassert på et beleilig sted i forhold til et målested 7 hvor målinger skal utføres. Når beholderanordningen 4 settes inn i beholder-holdeanordningen 5, slutter kanal-kontaktanordningen 8 en kanal kontakt mellom kanalanordningen 6 og beholderanordningen 4. Kanalanordningen 6 danner en kanal mellom beholder-holdeanordningen 5 og målestedet 7 som passer for å ta vare på sensoranordningen 1 og kabelanordningen 3. Med beholderanordningen 4 plassert i holdeanordning 5 slik at kanalkontakten er sluttet, kan installasjonsanordningen 9 operere slik at sensoranordningen 1 og kabelanordning 3 føres inn i kanalanordningen 6 til sensoranordningen 1 når frem til målestedet 7. Apparatet kan så brukes til å måle den ønskede parameter, og enten lagre resultatet i instrumenteringsanordningen 2 for senere bruk, eller sende resultatet til en ekstern mottaker (hvor det kan være ytterligere prosessering) ved bruk av en form for ikke-kontakt kommunikasjon.

Det henvises nå til figur 2, hvor beholderanordningen 4 inneholder sensoranordningen 1, kabelanordningen 3 og kabelinstallasjonsanordningen 9. Beholderanordningen 4 er satt inn ved bruk av beholder-innsettingsanordningen 11 i beholder-holdeanordningen 5 som er plassert på et beleilig sted i forhold til målestedet 7. Når beholderanordningen 4 settes inn i beholder-holdeanordningen 5, vil kanal-kontaktanordningen 8 slutte kontakten mellom kanalanordningen 6 og beholderanordningen 4. En kommunikasjonskontakt 22 danner kontakt mellom kommunikasjonsanordningen 21 og beholderanordningen 4 hvor kommunikasjonsanordningen 21 forbinder kommunikasjonskontakt-anordningen 22 med instrumenteringsanordningen 2. Kommunikasjonsanordningen 21 og kommunikasjonskontakt-anordningen 22 danner også kraftforsyningsforbindelsen mellom kraftforsyningsenheten 10 og beholderanordningen 4. Etter at beholderanordningen 4 er satt inn i holderanordningen 5 og kanalforbindelsen og kommunikasjonsforbindelsen er utført, kan sensoranordningen installeres som beskrevet under henvisning til figur 1, og apparatet kan så brukes til å måle den ønskede parameter.

Figur 3 viser en utførelse av den foreliggende oppfinnelse som benytter hydraulisk kraft som kan tilføres av kraftforsyningsenheten 10. Den hydrauliske kraft blir kommunisert til beholderanordningen 4 via kommunikasjonsanordningen 21 og kommunikasjonskontaktanordningen 22. Den hydrauliske kraft blir brukt for å utplassere og hente tilbake sensoranordningen 1 og kabelanordningen 3.

Beholderanordningen 4 inneholder hydraulisk kanalanordning 31, som fortrinnsvis kan være hydrauliske rør av passende dimensjoner, som er forbundet med kanalanordningen 6 kanalkontaktanordningen 8. Kanalanordningen 6 er fortrinnsvis hydrauliske rør av passende størrelse med frem- og tilbakebaner tii og fra målestedet 7. Kanalkontaktanordningen 8 er fortrinnsvis stikk-kontakter som for-segler den hydrauliske banen når koplingen brytes.

Ventilanordninger 32 er plassert i beholderen for å styre den hydrauliske strøm. Disse er fortrinnsvis hydrauliske ventiler som kan styres fra signaler kommunisert via kommunikasjonsanordningen 21.

Kabelinstallasjonsanordningen 9 omfatter en styrkedel 33, en styrkedel-til-førselsenhet 34, og en kabel-kombinasjonsanordning 35 som kombinerer styrkedelen 33 og kabelanordningen 3 for å lage en kombinert kabelanordning 36.

Styrkedel-tilførselsenheten 34 kan være en trommel av styrkedelanordningen 33 viklet på en spole, som kan være et motorisert system slik at kabelen kan spoles ut under kontrollert lavt strekk, og/eller spoles tilbake under kontrollert strekk.

Styrkedelanordningen 33 kan være en kabel med et internt hulrom og en slisse som åpnes opp når den passerer over et hjul 37. Kabelanordningen 3 kan mates inn i det indre hulrom på hjulet 37 for å danne den kombinerte kabelanordning 36.

Styrkedelen 33 entrer beholderens hydrauliske kanalanordning 31 via en forseglingsanordning 38 som kan være en tetningsboks, dvs. forseglingskonstruk-sjonen tillater at kabelen trekkes ut med minimum lekkasje.

Kabelanordningen 3 blir viklet på en kabel-spoleanordning 39. En ende av kabelanordning 3 føres gjennom en forseglingsanordning 38 til kabel-kombinasjonsanordningen 35.

Den andre enden på kabelanordningen 3 er forbundet med en roterende koplingsanordning 4 som er forbundet med kommunikasjons-koplingsanordningen 22 via en forbindelseskabel 41. Den roterende kontaktanordning 40 tillater kabel-spoleanordningen 39 å rotere (og således spole kabelanordningen inn eller ut) uten å vri kabelanordningen 3 mellom kabel-spoleanordningen 39 og koplingsanordningen 22.

Styrkedelen 33 har en overflate som yter motstand mot fluidumstrøm i hydrauliske kanaler, dette kan oppnås med en overflateruhet, kuler festet på overflaten, eller ved å plassere kuler eller O-ringer med kabel-kombinasjonsanordningen 35. Når hydraulisk strøm blir aktivert rundt den hydrauliske bane som omfatter hydrauliske linjer i kommunikasjonsanordningen 21, beholder den hydrauliske kanalanordning og kanalanordningen 6, vil dette utøve en kraft på den kombinerte kabelanordning 36 og således utplassere den kombinerte kabelanordning 36 langs kanalanordningen 6.

Reversering av den hydrauliske strøm, enten ved passende ventiler og hydrauliske kanaler (ikke vist) i beholderanordningen eller ved å reversere strømmen ved eller nær kraftforsyningsanordningen 10 (som kan være på en olje- eller gass-produksjonsplattform) tillater tilbakehenting av sensoranordningen fra målestedet 7 og inn i beholderanordningen 4. Denne tilbakehenting kan hjelpes ved å øke strekket på styrkedel-tilførselsanordningen 34 for å holde den kombinerte kabelanordning 36 i strekk.

Ytterligere hydrauliske kretser kan genereres ved å konstruere sensoranordningen 1 slik at den er huset i en pakke (ikke vist) som nyter hydraulisk motstand. Pakken (ikke vist) ville måtte være passende konstruert slik at den ikke ville forårsake hydraulisk ustabilitet under tilbaketrekning.

Utplassering kan på lignende måte hjelpes ved å utplassere styredelanord-ningen 33 rundt kanalanordningen 6 og tilbake til beholderanordningen 4 før kom-binering av styrkedelen 33 og kabelanordningen 3. Mekaniske apparater (ikke vist) kan så gripe styrkedelen 33 og utøve et strekk.

Evnen til å tilbakehente sensoranordningen 1 tillater kalibrering og servicearbeid. Beholderanordningen 4 kan ha konstruksjonstrekk som letter servicearbeid, så som et lokk (ikke vist) og en pakning (ikke vist) såvel som konstruksjonstrekk som letter kalibrering.

Figur 4 viser en utførelse av oppfinnelsen hvor kabelanordningen 3 er for-håndsladet inn i beholderanordningen 4 i en kabelvinnings-understøttelse 51 hvor vinningsmetoden tillater at kabelanordningen 3 trekkes ut av kabelvinnings-under-støttelsen 51 uten å vri kabelanordningen 3. Kabelanordningen 3 kan således forbindes med kontaktanordningen 22 uten å benytte en roterende kontaktanordning 40 (figur 3).

Beholderens hydrauliske kanalanordning 31 omfatter en utplasseringsbane 52 og en uttrekningsbane 53 sammen med styringsventiler 54. Sensor-utplassering oppnås ved å føre fluidum ned gjennom utplasseringsbanen 52 og rundt den hydrauliske krets som før. Sensoruttrekning oppnås ved å reversere den hydrauliske strøm, stenging av utplasseringsbanen 52 og åpning av uttrekningsbanen 53. Uttrekningsbanen 53 omfatter en mottakeranordning 51 som kabelanordningen 3 vil bli oppbevart i.

Alternativt kan sensoranordningen 1 aktivere en mekanisk svitsj (ikke vist) for å utløse strekket på styrkedel-tilførselsanordningen 34 og stenge styringsventi-len på utvekslingsbanen 53. Sensoranordningen 1 kan kalibreres ved bruk av en referansesensor 56. Figur 5 viser en alternativ fremgangsmåte for å gjenpakke kabelanordningen 3 under tilbaketrekning. I dette tilfellet er det anordnet en vinningsmaskin 61 som gjenvinner kabelanordningen 3 uten å vri kabelen 3. Slike vinningsmetoder blir ofte brukt ved vinning av nøster av tråd eller ullgarn. Figur 6 viser en alternativ fremgangsmåte for å gjenpakke kabelanordningen 3 under tilbaketrekning. En kabel-kutteanordning 71 drevet av en solenoid 72 eller annen beleilig aktiveringsanordning kapper kabelanordningen 3 slik at kabelanordningen 3 kan spoles på styrkedel-tilførselsanordningen 34. Figur 7 viser en utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor beholder-holdeanordningen 83 er slik at et flertall separate uavhengige beholderanordninger 4 blir ladet. Disse beholderanordninger 4 kan hver være sammenkoplet med instrumenteringsanordningen 2 via en lokal kommunikasjonskabel 81, en hoved-kopleranordning 82 og en enkelt kommunikasjonsanordning 21. Disse kabler og kontakter danner baner for hydraulisk kraft, elektrisk kraft, elektriske signaler og optiske signaler. Hver beholderanordning 4 kan være individuelt forbundet med separate uavhengige målesteder 7 ved separate uavhengige kanalanordninger 6.

Alternativt kan den separate uavhengige beholderanordning 4 være adresserbar forbundet med mer enn ett målested 7 ved bruk av en adresserbar distribu-sjonsanordning 91 som vist på figur 8. Som et eksempel, er ett av målestedene 7 forbundet med to beholderanordninger 4 ved kanalanordning 6 som kan omfatte hydrauliske linjer. De hydrauliske linjer er forbundet med Y-koplinger 92. Ventiler 93 åpnes eller stenge for å forbinde en sluttet sløyfe som en hydraulisk bane mellom den valgte beholderanordning 4 og målestedet 7 og tilbake til samme beholderanordning 4 igjen.

Figur 9 viser en utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor beholder-holdeanordningen 84 holder en bærer 101 som kan bringe en valgt beholderanordning 112 til sjøoverflaten ved hjelp av en velgermekanisme 102 for utskifting, service og kalibrering av en sensoranordning 1.

En markørbøye 103 kan utløses (på kommando fra signaler sendt langs kommunikasjonsanordningen 21) til sjøoverflaten som bærer bøyekabler 104 som fester den til bæreren 101.

Et støttefartøy (ikke vist) kan innhente markørbøyen 103 og sende ned en videokapsel (ikke vist) til bæreren 101 på en eller flere av markørbøyekablene 104 som kan lokalisere seg på en markørbøyeplattform 105. Videokapselen (ikke vist) ville inspisere installasjonen og sikre at ingen kabler er kommet i ugreie og at installasjonen ellers er i orden.

Sensoranordninger 1 fra valgte målesteder 7 blir hentet tilbake til den riktige beholderanordning 112. Den valgte beholderanordning 112 kommer i kontakt med bæreren 101 ved velgermekanismen 102, og bæreren 101 blir heist til overflaten og halt ombord i skipet ved bruk av markørbøye-kablene 104. Løfting av bæreren 101 kan hjelpes ved en fiyteanordning 106 som kan være flytesekker, eller bæreren 101 kan med hensikt gi en oppdrift.

Når bæreren 101 hales til overflaten, blir beholder-holdekablene 107 sluppet utfra beholder-holdekabelspolene 108 på holdeanordningen 84. Beholder-holdekabelspolene 108 kan dele felles drivanordning.

En kabel 10, inneholdende optiske fibere og kraftforsyning, kan forbindes mellom kabelanordningen 3 og hoved-kontaktanordningen 82 via en beholder-spole 110 som er festet på utsiden av beholderanordningen 112.

Det henvises nå til figur 10. Begge endene på kabelen 109 kan vikles på beholderspolen 110 slik at når beholderspolen 110 slipper ut kabel 109, blir begge endene sluppet ut samtidig. På lignende måte, når beholderspolen 110 spoles inn, vil begge endene av kabelen viklet opp samtidig, via spoleføringsmekanismen 121. Hensikten med spoleanordningen er å sikre at mens bæreren 110 blir løftet, vil ikke kabelen som entrer beholderanordningen 112 vri seg. Beholderanordningen 112 kan derfor forsegle inngangen av kabelen ved beholderpakningen 122, og kabelen 109 kan forbindes med kabelanordningen 3 via en passende sammenføy-ningsmetode så som en fusjonsskjøt. Denne sammenføyningen blir fortrinnsvis utført på skipet når bæreren er ombord. Dette hjelper til med å forbedre pålitelig-heten.

Med henvisning til figur 9, når servicearbeid på bæreren 101 er ferdig, utskifting av sensoranordningen er ferdig og kalibrering av sensoranordningen 1 er ferdig, blir bæreren 101 senket tilbake til beholder-holdeanordningen 84. Bevegel-sen av bæreren 101 blir styrt av beholder-overkabelspoleren 108 og en styrings-anordning (ikke vist) fra skipet, som kan omfatte rep (ikke vist) forbundet mellom skipet og bæreren 101. Lokalisering av bæreren 101 kan oppnås ved en bærer-lokaliseringsanordning 111, som kan omfatte føring av beholder-holdekablene 107 gjennom føringer (ikke vist) for tilnærmet lokalisering og en konisk forbindelse (ikke vist) for fin lokalisering. Så snart bæreren 101 er lokalisert, kanalkoplingsanordningen 8 og kommunikasjons-koplingsanordningen 22 er utført, kan sensoranordningen 1 utplasseres.

Figur 11 viser en utførelse av den foreliggende oppfinnelse som kan anvendes for utplassering av sensorer i en olje- eller gassbrønn. Beholderanordningen 4 kan være en trykktank som inneholder en kabel-dispenseringsanordning 141 fra hvilken kabelanordningen 3 kan trekkes ut mens sensoranordningen 1 blir utplassert. Kabeldispenseringsanordningen 141 kan være av en lignende type som de høyhastighets-dispensere som brukes i fiber eller trådstyrte missiler eller torpedoer. Beholderanordningen 4 kan holdes på plass ved beholder-holdeanordning 5 (ikke vist) som kan bestå av en brakett eller et sted på jorden hvor beholderanordningen 4 er plassert.

Informasjon som mottas fra målestedet 7 fra sensoranordningen 1 (ikke vist) kan kommuniseres til instrumenteringsanordningen 2, hvor den vil bli analys-ert. Den blir kommunisert via kabelanordningen 3, kommunikasjon-koplingsanordningen 2 og kommunikasjonsanordningen 21. Kabelanordningen 3 kan være optiske fibere, kommunikasjons-koplingsanordningen 22 kan være en høytrykks optisk fiberkopling, og kommunikasjonsanordningen 21 kan være optiske fibere.

Ved utgangen til beholderanordningen 4 kan det være en kabelutlegningsanordning 131 som styrer takten for utplassering av kabelanordningen 3. Kabelutlegningsanordningen 131 kan omfatte et høytrykkslager gjennom hvilket det er en drivaksel. Drivakselen dreier en hjulenhet som trekker fibrene ut av kabeldispenseringsanordningen 141. Det skal bemerkes at telling av omdreiningene for en slik drivaksel vil gjøre det mulig å måle lengden av utlagt kabel.

Sensoranordningen 1 som er festet på kabelanordningen 3, blir utplassert fra kabelutlegningsanordningen 131 inn i kanalanordningen 6, hvor dragkreftene

som følge av fluidum eller gass fra kabelinstallasjons-anordningen 9 transporterer sensoranordningen 1 og kabelanordningen 3 langs kanalanordningen 6. Kanalanordningen 6 kan omfatte en nedadgående kanalanordning 142 og en returkanalan-ordning 143. Kabelinstallasjonsanordningen kan være en hydraulisk pumpe, eller kan være en gass-sylinder.

Apparatet kan være konstruert til å være kompatibelt med kjemikalieinjek-sjon i olje- og gassbrønner ved å anordne en kjemikalie-injeksjonsportanordning 140. Kjemikalie-injeksjonsportanordningen 140 kan omfatte en hydraulisk kopling slik at kjemikalier så som metanol eller skallinhibitorer kan pumpes ned i kanalanordningen 6 og inn i oljebrønnen.

Apparatet kan omfatte en eller flere sikkerhetsventil-anordninger 132 som tetter kanalanordningen 6. Sikkerhetsventil-anordningen 132 kan være ventiler som kan håndopereres for å tette den hydrauliske kanal.

Kanalanordningen 5 går gjennom brønnhodet 135 og inn i olje- eller gass-brønnen. Kanalanordningen 6 er festet på produksjonsstrengen 138 (gjennom hvilken olje og gass strømmer fra reservoaret) med en kanal-vikleanordning 136 som kan være festet ved intervaller på fra 3 til 30 meter, kanalanordningen 6 kan være viklet rundt produksjonsstrengen 138 i kanal-spoleanordningen 137. Kanal-spoleanordningene 137 kan være regelmessig adskilt med intervaller på mellom ca 10 og ca 300 meter, for å hindre oppbygging av spenninger på grunn av dragkrefter i kabelanordningen 3, mens kabelanordningen 3 blir pumpet inn til målestedet 7. Returkanal-anordningen 143 til overflaten kan gå enten rett langs produksjonsstrengen 138 eller kan følge samme banen som den nedadgående kanalanordning 142.

En trykk-kommunikasjonsanordning 134 kan være anordnet for trykk-kommunikasjon mellom produksjonsstrengen 138 og kanalanordningen 6. Dette er essensielt for trykksensorer som utplasseres i kanalanordningen 6 ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse. Trykk-kommunikasjonsanordningen 134 kan være en ventil hvis tilstand kan svitsjes mellom tilstander som åpen og lukket. Trykk-kommunikasjons-anordningen 134 er ikke essensielt for måling av temperatur, akustisk energi eller elektrisk strøm.

Kanalanordningen 6 kan brukes til å kalibrere trykksensorer, siden den frembringer en søyle av kjent væske eller gass som kan vaskes gjennom for å fjerne forurensning. Sensortrykket kan således kalibreres fra en kjent referansetrykk på et kjent sted. Et referansetrykk kan oppnås ved å åpne kanalanordningen 6 til atmosfærisk trykk på overflaten, eller ved å bruke en kalibrert referansetrykk sensor.

Uansett typen eller typene av sensorer, kan sensorene tilbakehentes fra kanalanordningen 6 ved å pumpe fluidum eller gass gjennom kanalanordningen.

Figur 12 viser en utførelse av den foreliggende oppfinnelse som er anven-delig for å utplassere sensorer i en eksisterende olje- eller gassbrønn uten at man må trekke ut produksjonsstrengen 138 fra olje- eller gass-reservoaret.

Denne utførelsen utnytter en eksisterende kanalanordning 6 som ofte er plassert i olje- og gassbrønner for injeksjon av kjemikalier. I dette tilfellet kan kanalanordningen 6 omfatte bare den nedadgående kanalanordning 142. Det kan også være bare en kanalspoleanordning 137 viklet rundt produksjonsstrengen 138 ved brønnhodet 135.

I denne utførelsen, kan kanalanordningen 6 ende med en ventilanordning 145 som kan utskiftes ved bruk av teknikker som er kjent i olje- og gassindustrien, med trykk-kommunikasjonsanordningen 134 som beskrevet under henvisning til figur 11, hvis sensoranordningen 1 er en trykksensor.

Figur 13 viser hvordan utførelser av oppfinnelsen som beskrevet på figurene 7 til 10 og utførelser som beskrevet på figurene 11 og 12 kan anvendes i olje-og gass-industrien for å utplassere sensorer i fjerne undersjøiske olje- og gass-brønner. Figur 13 viser undersjøiske brønner 156 av den typen som er vist på figurene 11 og 12, og en undersjøisk kontrollstasjon 150 av den typen som er henvist til på figurene 7 til 10.

Avstanden mellom den undersjøiske kontrollstasjon 150 og plattformen 152 kan være rundt 25 km, og kan i overskuelig fremtid bli over 100 km i feltene i Mexicogulfen og i farvannene vest for Shetland.

Beholderanordningen 4 kan plasseres i den undersjøiske kontroll 150 ved den fremgangsmåten som er beskrevet i figurene 7 til 10, eller ved bruk av et fjernstyrt fartøy ROV eller ved bruk av en dykker. Dette ville være nødvendig for å er-statte og/eller oppgradere sensoranordningen 1 (ikke vist). Lokal hydraulisk eller pneumatisk kraft kan leveres til den undersjøiske kontrollstasjon 150 for det formål å utplassere sensoranordninger 1 i den undersjøiske brønn 156 fra et servicefar-tøy 159.

Kommunikasjonsanordningen 21 (ikke vist) fra sensoranordningen 1 til instrumenteringsanordningen 2 kan anordnes ved forskjellige metoder. Instrumenteringsanordningen 2 kan for eksempel være plassert på plattformen 152, i hvilke tilfeller signalene kan overføres gjennom kommunikasjonsanordningen 21, som kan være en optisk fiber plassert inne i en kontrollkabel 153. Forbindelse mellom kabelanordningen 3 i beholderanordningen og kommunikasjonsanordningen 21 kan være en våt pluggbar kontakt. Alternativt, hvis instrumenteringsanordningen 2 er plassert inne i den undersjøiske kontrollstasjon 150, kan kommunikasjon til overflaten være via en bøye, eller ved å sende signaler gjennom sjøvannet, som er vanlig med undervannsbåt-kommunikasjon.

Det må forstås at utførelsene av oppfinnelsen som beskrevet ovenfor under henvisning til tegningene, er gitt bare som eksempler og at modifikasjoner og til— leggskomponenter kan anordnes for å forbedre apparatets ytelse.

Claims (35)

1. Apparat for installering av en sensor (1) på et målested som kan nås av en kanalanordning (6) og i hvilket minst én fysisk parameter skal måles, omfattende: en sensor (1) for avføling av den minst ene fysiske parameter; en kabelanordning (3) i kommunikasjon med sensoren (1) og kommuniserbart tilkoplingsbar til en instrumentanordning (12); og en kabelinstallasjonsanordning (9) for installering av sensoren (1) og kabelanordningen (3) i kanalanordningen (6) og plassering av sensoren (1) på målestedet, idet kabelinstallasjonsanordningen (9) omfatter anordninger for å drive fram fluid langs kanalanordningen (6) ved hjelp av en kraftforsyningsanordning.

2. Apparat ifølge krav 1, hvor sensoren (1) omfatter en avfølingsanordning.

3. Apparat ifølge krav 1, hvor sensoren (1) omfatter en fiberoptisk sensor.

4. Apparat ifølge krav 1, hvor kabelanordningen (3) omfatter en fiberoptisk kabel som omfatter en fiberoptisk bølgeleder.

5. Apparat ifølge krav 1, hvor sensoren (1) omfatter en sensor valgt fra gruppen bestående av en trykksensor, en temperatursensor, en akustisk energisensor og en elektrisk strømsensor.

6. Apparat ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, inkluderende en beholderanordning (4) for å romme sensoren (1) og kabelanordningen (3) før installering av sensoren (1).

7. Apparat ifølge krav 6, videre omfattende en kanalkoplingsanordning (8) for å danne en kanalforbindelse mellom beholderanordningen (4) og kanalanordningen (6).

8. Apparat ifølge krav 6 eller krav 7, hvor kraftforsyningsanordningen (10) er i forbindelse med beholderanordningen (4).

9. Apparat ifølge krav 7, hvor beholderanordningen (4) er en lukket beholder, og hvor kabelinstallasjonsanordningen (9) videre omfatter en kabelfjemingsanord-ning for fjerning av sensoren (1) og kabelanordningen (3) fra innsiden av kanalanordningen (6) og tilbake inn i beholderanordningen (4), og hvor kanalkoplingsanordningen (8) inkluderer en kanalbryteranordning (6) for å bryte forbindelsen mellom beholderanordningen (4) og kanalanordningen (6).

10. Apparat ifølge krav 9, hvor beholderanordningen (4) er konfigurert til å bli mottatt inne i en beholder-holdeanordning (5) anbrakt mellom kanalanordningen (6) og kanalkoplingsanordningen (8), og hvor beholderanordningen (4) omfatter en beholderinnføringsanordning for innføring av beholderanordningen (4) inn i beholder-holdeanordningen (5) slik at kanalforbindelsen dannes.

11. Apparat ifølge krav 10, hvor beholderanordningen (4) videre omfatter en be-holderfjerningsanordning for fjerning av beholderanordningen fra beholder-holdeanordningen slik at kanalforbindelsen brytes.

12. Apparat ifølge krav 5, hvor beholderanordningen (4) omfatter en trykkbehol-der, og hvor apparatet videre omfatter en kabel-dispenseirngsanordning (141) anbrakt mellom trykkbeholderen og fra hvilken kabelanordningen (3) dras ut mens sensoren (1) installeres på målestedet.

13. Apparat ifølge krav 12, videre omfattende en kabelutlegningsanordning (131) omfattende en hjulsammenstilling og en drivaksel, hvor drivakselen driver hjulsammenstillingen og hvor hjulsammenstillingen drar kabelanordningen ut av kabeldispenseringsanordningen (141).

14. Apparat ifølge et hvilket som helst av de foregående krav 6-13, der instrumenteringsanordningen (2) er plassert på utsiden av beholderanordningen (4), og hvor det videre er tilveiebrakt kommunikasjonsanordninger (21) for å forbinde kabelanordningen (3) på innsiden av beholderanordningen (4) til instrumenteringsanordningen (2).

15. Apparat ifølge krav 14, hvor kommunikasjonsanordningen (21) inkluderer kommunikasjonskoplingsanordninger (22) for å danne en signalforbindelse mellom innsiden og utsiden av beholderanordningen (4), hvor signalforbindelsen dannes når beholderanordningen (4) er lokalisert i beholder-holdeanordningen (5) og signalforbindelsen brytes når beholderanordningen (4) fjernes fra beholder-holdeanordningen (5).

16. Apparat ifølge et hvilket som helst av de foregående krav 6-13, der instrumenteringsanordningen (2) omfatteren innside-instrumenteringsanordning plassert på innsiden av beholderanordningen (4) og en utside-instrumenteringsanordning plassert på utsiden av beholderanordningen (4), og hvor det videre er tilveiebrakt instrumentkommunikasjonsanordningerfor kommunikasjon mellom innside-instrumenteringsanordningen og utside-instrumenteringsanordningen.

17. Apparat ifølge krav 16, hvor instrumentkommunikasjonsanordningen inkluderer instrumentkommunikasjons-forbindelsesanordninger for å danne en instru-mentforbindelse mellom innside-instrumenteringsanordningen og utside-instrumenteringsanordningen i beholderanordningen (4), hvor instrumentforbindelsen dannes når beholderanordningen er plassert i beholder-holdeanordningen (5) og instrumentforbindelsen brytes når beholderanordningen (4) fjernes fra beholder-holdeanordningen (5).

18. Apparat ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor kanalanordningen (6) omfatteren sikkerhetsventil.

19. Apparat ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor kanalanordningen (6) omfatter en ventil som tillater fluidkommunikasjon mellom kanalanordningen (6) og målestedet.

20. Apparat ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor kanalanordningen (6) omfatter en lukket sløyfe mellom kabelinstallasjonsanordningen (9) og målestedet.

21. Apparat ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor målestedet er lokalisert inne i én av en oljebrønn eller en gassbrønn.

22. Fremgangsmåte for avføling av minst én fysisk parameter som eksisterer i én eller flere fjerne målesteder som er tilgjengelige langs en kavitet, omfattende: å tilveiebringe minst én sensor (1) støttet av en kabelanordning (3), der sensoren (1) er i stand til å avføle minst én fysisk parameter; å føre i det minste deler av kabelanordningen (3) langs en kanalanordning (6); å drive fram fluid langs kanalanordningen (6) ved hjelp av en kraftforsyningsanordning for å tvinge i det minst deler av kabelanordningen (3) og minst én sensor (1) langs kanalanordningen (6); å installere den minst ene sensoren (1) i én eller flere ønskede målesteder; og å avføle informasjon fra den minst ene sensor (1).

23. Fremgangsmåte ifølge krav 22, videre omfattende trinnet å drive fram fluid langs kanalanordningen (6) for å forårsake at fluidmotstanden fjerner kabelanordningen (3) fra kanalanordningen (6) og sensoren (1) fra målestedet.

24. Fremgangsmåte ifølge krav 22 eller krav 23, videre omfattende å benytte som kanalanordning (6) en eksisterende kjemisk injeksjonskanalanordning som er tilpasset til én av en oljebrønn eller en gassbrønn.

25. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 22-24, hvor sensoren (1) og kabelanordningen (3) koplet til sensoren (1) flyttes til en beholderanordning (4) i fluidkommunikasjon med kanalanordningen (6), og hvor fluidet drives fram i retning av beholderanordningen (4) for å forårsake at sensoren (1) og kabelanordningen (3) flyttes fra kanalanordningen (6) til beholderanordningen (4).

26. Fremgangsmåte ifølge krav 25, hvor fluidet drives fram i en retning fra sensoren (1) langs kabelanordningen (3) mot beholderanordningen (4).

27. Fremgangsmåte ifølge krav 25, hvor kanalanordningen (6) omfatter en sløyfe som har en første del i fluidkommunikasjon med beholderanordningen og som inneholder kabelanordninger (3) og sensoren (1), og en andre del i fluidkommunikasjon med beholderanordningen (4), og hvor fluidet drives i en retning fra den første delen av kanalanordningen (6) mot den andre delen av kanalanordningen (6).

28. Fremgangsmåte ifølge krav 25, hvor kanalanordningen (6) omfatter en sløyfe som har en første del i fluidkommunikasjon med beholderanordningen (4) og som inneholder kabelanordningen (3) og sensoren (1), og en andre del i fluidkommunikasjon med beholderanordningen (4), og hvor fluidet drives fram i en retning fra den andre delen av kanalanordningen (6) mot den første delen av kanalanordningen (6).

29. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 22-28, videre omfattende å kommunisere sensorinformasjon langs minst én optisk fiber som danner en første del av kabelanordningen (3).

30. Fremgangsmåte ifølge krav 22, videre omfattende å tilveiebringe kommunikasjon mellom kraftforsyningsanordningen og en beholderanordning (4) som inneholder minst en del av kabelanordningen (3) før installering.

31. Fremgangsmåte ifølge krav 22, hvor sensoren (1) omfatter en sensor valgt fra gruppen som består av en trykksensor, en temperatursensor, en akustisk energisensor, og en elektrisk strømsensor.

32. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 22-31, videre omfattende å installere en sikkerhetsventil langs kanalanordningen (6).

33. Fremgangsmåte ifølge krav 32, hvor ventilen tillater fluidkommunikasjon mellom kanalanordningen (6) og målestedet.

34. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 22-33, hvor kanalanordningen (6) omfatter en sløyfe.

35. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 22-34, hvor målestedet er lokalisert inne i én av en oljebrønn eller en gassbrønn.