NO315754B1 - System for skjöting av oppkveilet rörledning med indre kraftkabel - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et spolet rørsystem hvor sekvensielle segmenter med spolet rør er skjøtt sammen for utplassering av utstyr i borehull, samt en fremgangsmåte for å skjøte to seksjoner av et spolet rør som hver har en indre kraftforsyningskabel for å levere kraft til brønnutstyr.

Forskjellige typer utstyr blir brukt i produksjon av fluider, så som petroleum, fra underjordiske steder. For eksempel, pumpesystemer blir brukt til å pumpe olje og/eller andre produksjonsfluider fra produksjonsbrønner. Et eksempel på et pumpesystem er et elektrisk neddykkbart pumpesystem som omfatter komponenter så som en motor, motorbeskytter, pumpe og pumpeinntak. Systemet utplasseres i et brønnhull ved et utplasseringssystem, så som rør som brukes til å henge systemet mens det beveger seg til et ønsket sted i brønnhullet. Rør, for eksempel spolet rør, kan brukes til å lokalisere komponenter ved betydelige underjordiske dybder.

I noen systemer, blir den sentrale hule åpning i røret brukt for produksjon av fluider gjennom den. I andre anvendelser, blir imidlertid den interne åpning av røret brukt til å holde kraftforsyningskabelen til de neddykkbare komponenter som krever elektrisk kraft. En elektrisk neddykkbar motor er et eksempel på en komponent som krever kraft. I slike systemer, blir produksjonsfluidene typisk produsert utenfor røret.

Av forskjellige grunner, kan det bli nødvendig å skjøte sammen to eller flere segmenter av rør når man leverer et system i et borehull eller komponenter til en ønsket dybde i brønnhullet. Hittil har ingen vært spesielt vellykket i utvikling av et pålitelig system for å skjøte tilstøtende seksjoner av spolet rør som har en intern kraftforsyningskabel. Det ville være fordelaktig å ha et system som lett tillater utforming av en skjøt for tilstøtende segmenter av rør som har kraftforsyningskabel plassert i det.

Den foreliggende oppfinnelse viser et spolet rørsystem i hvilket sekvensielle segmenter av spolet rør blir skjøtt sammen for utplassering av utstyr nede i et borehull. Systemet omfatter et første segment av spolens rør som har en første kraftforsyningskabel plassert inne i dets hule senter. Systemet omfatter også et annet segment av spolet rør som har en annen kraftforsyningskabel plassert inne i dets hule indre. Første og andre monteringsfiksturer er forbundet med de første og andre segmenter av spolet rør. I tillegg, er en beholder konstruert til å gi en stiv forbindelse mellom de første og andre monteringsfiksturer. Beholderen er konstruert for utløsning slik at den kan føres langs enten det første eller det andre segment av spolet rør for å tillate skjøting av de første og andre kraftforsyningskabler mellom de første og andre monteringsfiksturer. Beholderen er videre konstruert til sikkert å engasjere både den første og den andre monteringsfikstur og å inneholde kabelskjøten inne i den.

Ifølge et annet aspekt ved oppfinnelsen, er det frembrakt et system for å kople sammen seksjoner av rør som bærer kraftforsyningskabler i det for å bringe til kraft til brønnrelatert utstyrt. Systemet omfatter et par fiksturer som kan festes til individuelle seksjoner av rør. I tillegg, omfatter systemet en beholder som kan være selektivt engasjert med paret av fiksturer for å forbinde de individuelle seksjoner av rør. Beholderen omfatter et hult indre for å gi rom for en kraftforsyningskabelskjøt. Beholderen er også dimensjonert til å gli over i det minste et av parene av fiksturer for å tillate utforming av kraftforsyningskabelskjøten.

Ifølge et annet aspekt ved oppfinnelsen, er det frembrakt en fremgangsmåte for å skjøte to seksjoner av spolet rør i hvilken hver seksjon har en intem kraftforsyningskabel for å levere kraft til brønnutstyr. Fremgangsmåten omfatter montering av et fikstur for hver tilstøtende ende av to seksjoner av spolet rør som skal sammenkoples. Fremgangsmåten omfatter også skjøting av den interne kraftforsyningskabel mellom fiksturene. Fremgangsmåten omfatter videre inneslutting av den sammenkoplede interne kraftforsyningskabel inne i en beholder forbundet mellom fiksturene.

Oppfinnelsen beskrives nærmere under henvisning til tegningen, hvor like henvisningstall betegner like elementer og hvor figur 1 viser et riss av et eksempel på et brønnhullpumpesystem plassert i et brønnhull, med et utplasseringsrør ifølge foreliggende oppfinnelse, figur 2 viser et delriss av skjøtesystemet på figur 1, figurene 2A-2D viser delriss av et eksempel på en spolet rørkopling for bruk med skjøtesystemet illustrert på figur 2, figur 3 viser et første trinn i utforming av skjøtesystemet på figur 2, figur 4 viser et etterfølgende trinn i utformingen av skjøtesystemet, figur 5 viser et ytterligere trinn i utformingen av skjøtesystemet, figur 6 viser et ytterligere trinn i utformingen av skjøtesystemet, figur 7 viser et ytterligere trinn i utformingen av skjøtesystemet, og figur 8 viser et eksempel på et fullført skjøtesystem i et delriss ifølge foreliggende oppfinnelse.

Det henvises generelt til figur 1, hvor et eksempel på et utplasseringssystem 10 er illustrert i et brønnhullmiljø. Utplasseringssystemet 10 er festet til et elektrisk neddykkbart pumpesystem 12, og fortrinnsvis et bunninntakssystem. Utplasseringssystemet 10 kan benyttes til utplassering av en vid variasjon av anordninger eller systemet, men den unike konstruksjon av utplasseringssystemet 10 er spesielt egnet for utplassering av elektrisk neddykkbare pumpesystemer 12.

Et typisk bunntakspumpesystem 12 kan omfatte en variasjon av komponenter, avhengig av den spesielle anvendelse eller miljø i hvilket det blir brukt. Systemet 12 omfatter typisk minst en neddykkbar pumpe 14, et pumpeinntak 15, en neddykkbar motor 16, en motorbeskytter 17 og en pakningsenhet 18. En variasjon av andre eller ytterligere komponenter kan imidlertid benyttes i systemet.

Systemet 12 kan for eksempel omfatte en skyveseksjon 19 og en kopling 20 ved hvilken neddykkbare pumpesystem 12 koples til utplasseringssystemet 10. Også en variasjon av komponenttyper kan benyttes. For eksempel, et eksempel på en motor 16 er en trefaset, induksjonstypemotor, og et eksempel på en pumpe 14 er en flertrinns sentrifugalpumpe. I denne type system, trekker pumpen 14 brønnhullfluider gjennom pumpeinntaket 15 og tømmer gjennom det et pakningsuttømmingshode 21 ovenfor pakningsenheten 18 og inn i ringrommet utformet rundt utplasseringssystemet 10. En variasjon av pakningsenheter kan benyttes, så som et mekanisk sett pakninger eller en hydraulisk pakning, for eksempel Camco HRP-l-SP Hydraulic Set Packer tilgjengelig gjennom Camco i Houston, Texas.

I det illustrerte eksempel, er systemet 12 konstruert for utplassering i en brønn 22 inne i en geologisk formasjon 24 som inneholder ønskede produksjonsfluider, så som petroleum. I en typisk anvendelse, er et brønnhull 26 boret og foret med et brønnhullforingsrør 28. Brønnhullforingsrøret 28 kan omfatte et antall åpninger 30, ofte kalt perforeringer, gjennom hvilke produksjonsfluider strømmer inn i brønnhullet 26.

Skjønt utplasseringssystemet 10 kan ha en variasjon av former og konfigurasjoner, omfatter det typisk rør, og fortrinnsvis et spolet rør 32. En kraftforsyningskabel 34 er plassert inne i det hule indre 36 av røret 32. Kraftforsyningskabelen 34 er understøttet inne i røret 32 ved passende andre, oppdriftsfluid eller andre anordninger.

Som illustrert, omfatter utplasseringssystemet 10 to eller flere segmenter 38 forbundet med hverandre ved ett eller flere skjøtesystemer 40. Hvert segment 38 omfatter et ytre rør, for eksempel spolet rør 32, og en intern kraftforsyningskabel 34.

En eksempelutførelse av skjøtesystemet 40 er illustrert på figur 2. Skjøtesystemet 40 letter sammenføyning av tilstøtende segmenter 38. Spesielt, skjøtesystemet 40 anordner skjøting av en første kraftforsyningskabelseksjon 42 med en annen kraftforsyningskabel 44 ved en kraftforsyningskabelskjøt 46. Skjøtesystemet 40 anordner også skjøting av to sekvensielle eller tilstøtende segmenter av rør 32. Skjøting av rørene 32 må gi tilstrekkelig strukturell integritet til å tillate utplassering av et passende system, så som et elektrisk neddykkbart pumpesystem 12, mens det beskytter kraftforsyningskabelskjøten 46.

I den illustrerte utførelse, er en nedre fikstur 48 sikkert festet på enden 50 av røret 32 på det nedre segment 38. Fortrinnsvis er en eller flere pakninger 52 plassert mellom den nedre fikstur 48 og den eksterne overflate av tilsvarende segment 38 for å hindre inntrenging eller strømning av væske gjennom den.

Skjønt en variasjon av fiksturer kan benyttes, omfatter en foretrukken fikstur 48 en ekstern spolet rørkopling, for eksempel en glide-type-forbindelse så som de som er tilgjengelige fra Camco, Houston, Texas, en divisjon av Schlumberger Corporation. Som er kjent blant fagfolk i teknikken, benytter slike glide-type-koplinger en skrå overflate som letter tilstramming av teksturen mot røret 32.

Et eksempel på et nedre fikstur 48 og dens bruk er illustrert på figuren 2A til 2D. I dette eksempel, omfatter fiksturen 48 et hus 53, et legeme 54, en glidelås 55 og en skive 56.

For å montere sammen fiksturen 48 på rørenden 50, blir huset 53, glidelåsen 55 og skiven 56 ført over rørenden 50, som illustrert på figur 2A. Rørenden 50 blir så satt inn i legemet 54 og ført forbi pakningen 52 og inn i til anlegg på den ringformede anleggskant 57, som best er illustrert på figur 2B. Glidelåsen blir så ført inn i en anleggskontakt med legemet 54, som illustrert best på figur 2C. Senere blir huset 53 gjenget til kontakt med legemet 54 via et gjenget område 58, som best illustrert på figur 2D. Når huset 53 og legemet 54 er gjenget sammen, blir glidelåsen 55 tvunget tett mot rørenden 50 ved den avsmalnende interne vegg av huset 53. Den avsmalnende interne vegg er anordnet til å gli langs glidelåsen 55 når fiksturen tilstrammes. Dettes holder hele fiksturen fast mot rørenden 50.

En øvre fikstur 60 er forbundet med den eksterne overflate på røret 32 ved et øvre segment 38. Den øvre fikstur 60 er fortrinnsvis lik den nedre fikstur 48 og omfatter en eller flere pakninger 62 plassert mellom den øvre fikstur 60 og tilsvarende segment 38 for å hindre tilstrømming av væske mellom segmentet 38 og fiksturen 60. Den øvre fikstur 60 er konstruert for plassering ved den nedre ende 64 av det øvre segment 38, som er anordnet for sammenkopling med den øvre ende 50 av det nedre segment 38.

Som beskrevet i forbindelse med den nedre fikstur 48, er fiksturen 60 fortrinnsvis en ekstern spolet rørkopling, for eksempel en glide-type-kopling, så som de som er tilgjengelige fra Camco. Den øvre fikstur 60 kan omfatte et hus, et legeme og en glidelås som beskrevet ovenfor med henvisning til figurene 2A-2D. Dette tillater at fiksturen 60 tilstrammes mot den ytre overflate av segmentet 38, som er kjent blant fagfolk i teknikken.

I den illustrerte utførelse, er den øvre fikstur 60 noe modifisert i forhold til den nedre fikstur 48. Spesielt, den øvre fikstur 60 er skapt med et mindre tverrsnittsareal for å gi rom for glidende kontakt med beholderen 72 som er konstruert til å kople sammen den nedre fikstur 48 og den øvre fikstur 60.

I den viste utførelse har beholderen 72 generell rørform og et hult indre 74 utformet for å gi rom for kraftforsyningskabelskjøten 46. Beholderen 72 omfatter fortrinnsvis et nedre gjenget område 76 og et øvre gjenget område 78. Det nedre gjengede område 76 eT anordnet for gjenget kontakt med et eksternt gjenget område 80 på den nedre fikstur 48. (Se figurene 2 til 2D). På liknende måte er det øvre gjengede område 78 anordnet for gjenget kontakt med et eksternt gjenget område 82 plassert på den øvre fikstur 60, som illustrert på figur 2.

Beholderen 72 omfatter fortrinnsvis et avsmalnet eller begrenset område 84 plassert på det øvre gjengede område 78 for å hindre at beholderen 72 glir forbi fiksturen 60 når det nedre gjengede område 76 beveges mot kontakt med den nedre fikstur 48. For eksempel, diameteren av det eksternt gjengede område 82 kan være noe mindre enn av det eksternt gjengede område 80 for å hindre bevegelse av det nedre gjengede område 76 av beholderen 72 forbi det eksternt gjengede område 82 når skjøten blir fullført. Det er også å foretrekke at de nedre og øvre gjengede områder 76, 78 og de eksternt gjengede områder 80, 82 har selvtettende gjenger for å hindre inntrenging av brønnhullfluider i det hule indre 74. Videre kan beholderen 72 omfatte en utlufting 86 for å tillate utslipp av gass fra det hule indre 74 og det indre av det øvre segment 38 hvis dette segment er fylt med fluid, for eksempel et oppdriftsfluid.

Det henvises nå generelt til figurene 3-7, hvor fremgangsmåten for å sammenmontere skjøtesystemet 40 er illustrert. Med henvisning til figur 3, blir enden 64 av et rørsegment 38, omfattende en første kraftforsyningskabelseksjon 42, brakt i nærheten av enden 50 av det neste etterfølgende segment 38, omfattende dets tilsvarende interne kraftforsyningskabelseksjon 44.

Enden 64 blir så ført gjennom det smalnede område 84 av beholderen 72, og beholderen 72 blir ført langs segmentet 38 inntil enden 64 stikker gjennom den motsatte ende av beholderen 72 (se figur 4). Når beholderen 72 er i denne posisjon, er både den øvre fikstur 60 og den nedre fikstur 48 festet ved segmentendene hhv 64 og 50.

Etter plasseringen av beholderen 72 og fiksturene 48, 60, blir kraftforsyningskabelseksjonene 42 og 44 elektrisk koplet. Hver kraftforsyningskabelseksjon omfatter typisk minst tre ledere for å lede trefaset strøm til den neddykkbare motor 18. De flere lederne blir forbundet, som illustrert på figur 6, og viklet til å danne en kraftforsyningskabelskjøt 46 som illustrert på figur 2. Kraftforsyningskabelskjøten kan utformes på forskjellige konvensjonelle måter, og blir typisk utformet som en feltskjøt, som kjent blant fagfolk i teknikken. På dette tidspunkt, blir den øvre fikstur 60 tilstrammet slik at låsedelen 68 bringer den gripende del 66 inn i kontakt med det ytre av segmentet 38.

Etter at en øvre fikstur 60 er tilstrammet, blir beholderen 72 ført nedover over kraftforsyningskabelskjøten 46 til det nedre gjengede område 76 engasjerer eksternt gjenget området 80 og øvre gjenget område 78 engasjerer ekstern gjengede område 82, som illustrert på figur 6. Beholderen 72 blir så rotert til den er fast engasjert med både den øvre fikstur 60 og den nedre fikstur 48. Etter tilstramming av beholderen 72, kan huset 52 og legemet 54 bli gjenget sammen for sikkert å engasjere den nedre fikstur 48 med enden 50 på det nedre segment 38, som illustrert på figurene 7 og 8.

Slik det best kan ses på figur 8 gir fullføringen av skjøtesystemet 40 en sikker væsketett skjøt som beskytter den indre kraftforsyningskabel. I tillegg gir bruken av en forholdsvis stiv beholder, fortrinnsvis utformet av et metallisk materiale, for eksempel stål, en tilstrekkelig strukturell integritet til å lette utplasseringen av en variasjon av brønnrelatert utstyr. Avhengig av anvendelsen i borehullet og/eller dybden av brønnen 22, kan denne type skjøtesystem brukes til å skjøte sammen to eller flere seksjoner rør som med indre kraftforsyningskabel.

Claims (14)

1. Spolet rørsystem hvor sekvensielle segmenter med spolet rør er skjøtt sammen for utplassering av utstyr i borehull, karakterisert ved at det omfatter et første segment med spolet rør, som har en første kraftforsyningskabel plassert i segmentet, et andre segment av spolet rør som har en andre kraftforsyningskabel plassert i segmentet, en første monteringsfikstur som er forbundet med det første segment med spolet rør, en andre monteringsfikstur som er forbundet med det andre segment med spolet rør, og en beholder som kan være selektivt forbundet mellom den første og den andre monteringsfikstur, idet beholderen kan beveges for å gi rom for skjøting av den første og den andre kraftforsyningskabel mellom den første og den andre monteringsfikstur.

2. Spolet rørsystem ifølge krav 1, karakterisert ved at beholderen har gjenget kontakt med første og andre monteringsfiksturer.

3. Spolet rørsystem ifølge krav 1, karakterisert ved at en skjøt kopler første og andre kraftforsyningskabler sammen elektrisk.

4. Spolet rørsystem ifølge krav 1, karakterisert ved at første monteringsfikstur omfatter en spolet rørkopling.

5. Spolet rørsystem ifølge krav 4, karakterisert ved at andre monteringsfikstur omfatter en spolet rørkopling.

6. Spolet rørsystem ifølge krav 5, karakterisert ved at beholderen kan være i gjenget kontakt med de første og andre monteringsfiksturer.

7. Spolet rørsystem ifølge krav 6, karakterisert ved at beholderen omfatter en rørformet seksjon.

8. Spolet rørsystem ifølge krav 7, karakterisert ved at første og andre monteringsfiksturer hver omfatter et gjenget område som har selvtettende gjenger.

9. Spolet rørsystem ifølge krav 1, karakterisert ved at beholderen omfatter en utluftingsport.

10. Fremgangsmåte for å skjøte to seksjoner av et spolet rør som hver har en indre kraftforsyningskabel for å levere kraft til brønnutstyr, karakterisert ved å montere en fikstur på hver tilstøtende ende av to seksjoner av det spolede rør som skal sammenkoples, å skjøte den indre kraftforsyningskabel mellom fiksturene, og å inneslutte den skjøtede indre kraftforsyningskabelen med en beholder som er forbundet mellom fiksturene.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved å føre beholderen over en av fiksturene og seksjonen med spolet rør den er montert på, før skjøting av den indre kraftforsyningskabel, og å føre beholderen til kontakt med den andre fiksturen etter s<k>jøting.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at innesluttingen omfatter gjenget kontakt mellom beholderen og hver fikstur.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved å utstyre beholderen med en utluftingsport.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at monteringen av fiksturen omfatter å montere en spolet kopling av rørglidetypen på hver seksjon med spolet rør.