NO316132B1 - Undersjöisk brönnhodeapparatur - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører generelt en undersjøisk brønnhodeapparatur der en henger er tilpasset å bh satt av i et brønnhodehus for å henge opp en rørstreng inne i borehullet Mer spesifikt vedrører den et underjordisk brønnhodeapparatur som er angitt i ingressen hl det selvstendige krav 1

Selv om den kan bh benyttet for andre formål, så som å overvåke trykket inne i rørstrengen, kan en apparatur av denne typen typisk bh benyttet for å tilføre stynngsfluid fra en egnet kilde eller utstøte stynngsfluid fra en operatør for en under overflaten anbragt sikkerhetsventil (SSV) i brønnstrengen for selektivt å åpne eller lukke den

Når hengeren blir satt av inne i hullet i huset, må ventilinnretningene i gjennomgangen forbli lukket for å forhindre inntrengning av sjøvann under komplettenng av en brønn Ved avsetting av hengeren i en forhåndsbestemt onentenngsposisjon inne i husets hull for å innrette gjennomgangene i hengeren og huset, må imidlertid ventilinnretningene åpnes For at stynngsfluid fra en ekstern kilde kan bh tilført SSV-operatøren for å bevege den til, og holde den, i sin åpne posisjon, eller utstøtt derfra og tilbake til stynngsledningen for å tillate ventilinnretningene å returnere den til sin tidligere posisjon

Som for eksempel vist i den publiserte bntiske søknad nr 2 307 928A, kan ventilinnretningene inkludere et lukke-element installert i den andre enden av hengergjennomgangen og føyelig tvunget utover til en lukket posisjon inntil et nngformet sete på dens ytre ende kobles tettende til et nngformet sete på et spesielt konfigurert område i husets hull som omgir den indre enden av husgjennomgangen En fikstur er også tilveiebragt for midlertidig å trykke ned lukke-elementet for å tillate hengergjennomgangen å bh forladet, som derved holdes SSV-en i en ønsket posisjon, før kjønng av hengeren mn i hullet i brønnhodehuset

Enten den benyttes for å operere en SSV, eller for andre formål, avhenger den kjente apparaturen av små toleranser mellom avsetningsoverflaten til hengeren og hulle ti brønnhodehuset for å sikre at lukke-elementet blir åpnet når hengeren avsettes Det fremstikkende setet på lukke-elementet er også ømfintlig for skade når hengeren blir senket til den avsatte posisjon, og fiksturen for forlading fører hl at totalkostnadene for apparaturen øker betraktelig, såvel som å komplisere kjøringen av hengeren

Av ytterligere kjent teknikk skal det vises til bntiske patentsøknad nr 2 195 158 som beskriver en brønnhodekoplmg, til bntisk patentsøknad nr 2 161 567 som beskriver en styreboksventil for OBIS, samt til US patent nr 4 181 175 som beskriver en kontroll-ledningsutgående kopling

Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en apparatur av denne typen som fjerner disse og andre problemer ved at den gjør det mulig for fluidstrømmng mellom gjennomgangene i hengeren og brønnhodehuset å bli begrenset uten å ta hensyn til små toleranser mellom deres seteoverflater, og uten risiko for skader på lukke-elementet, og, mere spesifikt, der i motsatt fall lukke-elementet er beskyttet når hengeren blir kjørt, og hengergjennomgangen og røret, og derfor at SSV-en eller en annen anordning som skal opereres, kan bh forladet uten behov for en fikstur eller annet tilleggsutstyr

Disse og andre formål blir oppnådd, i samsvar med den viste og foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen, med en apparatur som ligner tidligere kjent apparatur av denne typen ved at den innbefatter et brønnhodehus avpasset for å bh installert i en undersjøisk brønn, en henger tilpasset å bh senket inn i og avsatt i en forhåndsbestemt onentenngsposisjon inne i hullet til huset for å henge en rørstreng inne i brønnhullet, og innretning for å styre strømmen mellom rørstrengen og utstyr som er utenfor huset Mer spesifikt inkluderer strømmngsstynngsinnretmngene en gjennomgang i hengeren som har en ende som er koblet til et rør som strekker seg nedover i brønnhullet for tilkobling med en rørstreng, og en annen ende som er koblet til den ytre siden av hengeren, motsatt av og tilpasset en ende av en gjennomgang i hullet i huset som igjen er tilpasset for tilkobling til en stynngsledning utenfor huset, og ventilinnretning som inkluderer et lukke-element montert for bevegelse i hengergjennomgangen mellom en lukket posisjon, til hvilken den blir føyelig tvunget, og en åpen posisjon som er avgrenset og danner en begrenset strømningsvei mellom hengergjennomgangen og det utvendige utstyret

I samsvar med de nye aspektene ved den foreliggende oppfinnelse, blir imidlertid lukke-elementet montert i den innoverrettede del av den ytre enden av hengergjennomgangen, og således beskyttet for skader, når den blir nedsenket i brønnhodehuset Lukke-elementet er tilpasset å bh beveget til sin åpne posisjon ved hjelp av innretninger som inkluderer et legeme montert på den ytre siden av huset og som har gjennomgangsinnretning med en ende i generell innretning med den andre enden til husgjennomgangen og en annen ende for tilkobling til stynngsledningen, og en stamme montert inne i legemets gjennomgangsinnretning for langsgående vekselgang inne i husgjennomgangen, en ytre posisjon i hvilken dens indre ende blir fjernet fra hullet i huset for å tillate avsetning av hengeren i dette, og en indre posisjon i hvilken dens indre ende strekker seg inn i hullet og den ytre enden av gjennomgangen i hengeren for å bevege lukke-elementet til, og holde det, i en åpen posisjon, for derved å danne en begrenset strørnnmgsvei som kobler røret og rørstrengen til stynngsledningen Returnering av stammen til sm ytre posisjon tillater luknmgselementet å bh returnert til den lukkede posisjon, og den indre enden av hengeren å bh fjernet fra hullet

Venhlinnretningen inkluderer også et utovervendende sete i

hengergjennomgangposisjonen å bh tilkoblet av den indre enden av stammen for å lukke hengergjennomgangen fulgt av åpning av lukke-elementet, idet stammen har en åpmng den og porter i hver ende av åpningen, som når hodet har beveget lukke-elementet til åpen posisjon, danne en begrenset strømningsvei for å koble hengergjennomgangen til en første og andre gjennomgang i legemet Mer spesifikt strekker stammen seg løst inne i husgjennomgangen for å være fri til å bøye seg i denne, og det utovervendende setet i hengergjennomgangen definerer en sirkel for tilkobling av en sfærisk overflate på den indre enden av stammen for å tillate en viss tilpasning av stammen og lukke-elementet når stammen lukker hengergjennomgangen

Som vist, inkluderer en fjernstyrt operatør for bevegelse av stammen en stang montert inne i en forlengelse av legemets gjennomgangsinnretning ut fra og i innretning med stammen, og innretning på stangen for fra utsiden av legemet å bevege stammen innover for å åpne ventilinnretmngen og utover for å tillate lukning av ventihnnretmngen Mer spesifikt er stangen montert i legemet for rotasjon uten vekselgang, der stammen blir holdt mot å rotere og de tilliggende endene av stangen og stammen er gjengekoblet for å muliggjøre vekselgang for stammen i respons av rotasjon av stangen, der den ytre enden av nevnte stang er konfigurert for tilkobling til, og rotasjon ved hjelp av et fjernstyrt undervannsfartøy

Fortrinnsvis danner lukke-elementet en nngformet strømmngsgjennomgang inne i hengergjennomgangen, og en eller flere porter gjennom hodet til stammen kobler dens indre ende til den nngformede gjennomgangen når hodet blir anbragt og dens ytre ende hl legemets gjennomgangsinnretning, og portene i stangen kobler den ytre enden av stammeåpmngen til en andre legemegjennomgang, og en innretning er tilveiebragt for å tette mellom stammen og stangen og legemets første gjennomgang på motsatte sider av den andre gjennomgangen

I samsvar med andre nye trekk ved oppfinnelsen, inkluderer hengeren et hovedparti som har en innsenkning på sin ytre side, og en nngformet innsats utskiftbart montert i iraisenkningen, og som danner den ytre enden av hengergjennomgangen på hvilken setene er dannet Dette gjør det selvfølgelig mulig for innsatsen å bh byttet ut når setene i gjennomgangen er slitt

Den underjordiske brønnhodeapparaturen i henhold til den foreliggende oppfinnelse er kjennetegnet ved de i karakteristikken til det selvstendige krav 1 angitte trekk Fordelaktige utførelsesformer fremgår av de uselvstendige krav

I tegningene er like henvisningsnummer benyttet gjennomgående for å vise til like deler

Figur 1 er et delvis vertikalt snittnss av en undersjøisk brønnhodeapparatur konstruert i henhold til foreliggende oppfinnelse, og inkluderende en rørhenger avsatt inne i et brønnhodehus for å anbringe ventihnnretnmg i gjennomgangen motsatt av den indre enden av stammen inne i en gjennomgang gjennom huset, og operatør inne i legemet montert på utsiden av huset som vekselvirker med stammen, og som viser den indre enden av stammen tilbaketrukket fra hullet i huset for å tillate lukke-elementet i ventihnnretmngen å bh tvunget til sm lukkede posisjon, tilbaketrukket fra den ytre siden av hengeren,

figur IA er et forstørret detaljnss av en del av den undersjøiske brønnhodeapparaturen i figur 1 som er omgitt i stiplede linjer,

figur 2 er et riss som ligner figur 1, men der operatøren har blitt styrt til å bevege stammen innover inn i husets hull for å føre til at dets mdre ende kobles til og beveger lukke-elementet i hengergjennomgangens ventilmnretning til åpen posisjon, og så beveges ytterligere innover for å kobles til et utovervendende sete i gjennomgangen til hengeren for å danne en begrenset strømmngsgjennomgang fra gjennomgangen i hengeren gjennom gjennomgangen i huset og inn i legemet til operatøren for tilkobling bl den utvendige stynngsledningen, og

figur 2A er et forstørret detaljnss av den delen av det undersjøiske utstyret som er omgitt av stiplede linjer i figur 2

Som tidligere beskrevet, er hengeren 10 tilpasset å bh avsatt inne i hullet 111 et brønnhodehus 12 for å henge opp en rørstreng (ikke vist) inne i brønnhullet Som det er velkjent innen området, blir brønnhodehuset installert ved den øvre enden av et lederør som strekker seg nedover i brønnhullet, og hengeren 10 kan være en rørhenger for å henge en rørstreng inne i en fonngsrørstreng opphengt fra en fonngsrørhenger avsatt inne i brønnhodehusets hull under produksjonsrørhengeren

Når hengeren blir installert, gjør apparaturen som skal beskrives det mulig å styre fluid som skal tilføres eller avgis fra apparatøren i en under-overfladisk sikkerhetsventil (SSV) installert i den opphengte rørstrengen Denne kilden med stynngsfluid er utenfor den fremlagte apparaturen, normalt ovenfor huset, eller til og med på overflatenivå, og tilkoblet ved hjelp av en stynngsledning Av tidligere nevnte grunner, må såvel før installasjon av hengeren som under fjerning av denne, dens gjennomgang som er koblet til operatøren forbli lukket

Av denne grunn, har produksjonsrørhengeren en gjennomgang som inkluderer en vertikal komponent 13A som er koblet til den nedre enden av hengeren og en honsontal eller siderettet komponent 13B som er tilkoblet den ytre diameteren til hengeren Som tidligere beskrevet, er den nedre enden av den vertikale komponenten tilpasset å tilkobles et rør (ikke vist) som strekker seg nedover inne i nngrommet mellom røret og rørstrengen som er hengt ned fra hengeren for tilkobling til SSV-operatøren i sin nedre ende

Som vist i figur 1 og IA, er sidekomponenten i hengergjennomgangen normalt lukket av et lukningselement 14 som kan tilkobles et innovervendende, konisk fonnet sete 15 om en nngformet restnksjon Som vist, har lukke-elementet en elastomer tettenng 17 om en skulder nær dens indre ende og tilkobles setet 15 for å lukke gjennomgangen Lukke-elementet blir tvunget til lukket posisjon ved hjelp av en spiralfjær 16 som virker mellom hodet på den indre enden av lukke-elementet og en lnnoverrettet fortsettelse av sideforlengelsen av gjennomgangen

Ved bevegelse av lukke-elementet til sin åpne posisjon (som vist i figur 2 og 2A), beveges tettenngen 17 på dens ytre ende vekk fra det innovervendende setet 15 for å åpne gjennomgangen Lukke-elementet er en hylse i hvilken fjæra er anbragt, og som har penfert adskilte nbber 18 på sin ytre side for å styre den når den vekselvirker i sidegjennomgangen, idet den venstre nbben har spor for å tillate strømning til eller fra den vertikale delen av gjennomgangen

Som vist inkluderer hengeren 10 et hovedlegeme som er tilbaketrukket 120 for å oppta en innsats 21, gjengetilkoblet dertil og som har restriksjonen og derfor setet 15 dannet derpå Den ytre enden av innsatsen er også adskilt i mnoverretmng av den ytre diameteren til hengeren for å unngå sammenstøt med hullet 111 brønnhodehuset når hengeren blir senket inn i eller hevet fra sin avsatte posisjon i dette Selv om det ikke er vist, har hengeren en innretning for å kobles til innretninger i hullet i brønnhodehuset for ved rotasjon langsgående å orientere den til en posisjon der den ytre enden av dens gjennomgang 13B er motsatt, og aksielt innrettet med den indre enden ave gjennomgangen 1 IA som strekker seg sideveis gjennom brønnhodehuset

Et legeme 22 montert på yttersiden av brønnhodehuset har gjennomgangsinnretning derigjennom som inkluderer en første gjennomgang 23 som danner en utoverrettet fortsettelse av den ytre enden av gjennomgangen 1 IA gjennom brønnhodehuset, såvel som en andre gjennomgang 24 som tilkobler et mellomparti av den første gjennomgangen til legemets ytre for tilkobling til en strømmngsledmng som fører til trykkstynngsutstyr (ikke vist) Legemet er ved hjelp av bolter eller lignende koblet til en plan side av huset, og er omgitt av en mantel 25 som også er montert på huset for å beskytte dens operative deler av huset fra skader, spesielt fra et fjernstyrt undervannsfartøy som blir benyttet på en måte som skal beskrives for å åpne og lukke ventilinnretningen

Som det også er tidligere beskrevet, er en stamme 26 montert inne i, og strekker seg fra den indre enden av den første gjennomgangen 23 inn i legemet og inn i husgjennomgangen 1 IA, for å anbringe dens indre ende for vekselvirkning mellom den ytre posisjonen i figur 1, der den er tilbaketrukket fra hullet i huset under avsetning og tilbaketrekning av hengeren, og den indre posisjonen i figur 2, når hengeren er avsatt for å kobles til og bevege lukke-elementet fra lukket til åpen posisjon Stammen inkluderer et forstørret hode 27 på dens indre ende, som har en flat endeoverflate for å tilkoble den flate ytre enden av lukke-elementet 14, slik at det beveges og holdes i en åpen posisjon

Restriksjonen i innsatsdelen i hengergjennomgangen har også et utovervendende sete 30 tilpasset å bh tilkoblet av en seteoverflate 30A om hodet til stammen når hodet beveges innover for å holde lukke-elementet åpent, som best vist i figur 2A Som vist, har stammen en avlang åpning 26A for å være hul mellom sine ender, og er adskilt fra gjennomgangen 1 IA gjennom huset 12, slik at den er fri til å bøyes i forhold til dette og slik tillate setet 30 på hodet av stammen å tilpasse seg til det utovervendende setet 30A på hengergjennomgangen Mer spesifikt definerer det utovervendende setet 301 hengergjennomgangen en sirkel, og seteoverflaten 30A på hodet er sfærisk utformet, som derfor gir hodet en økt evne til å oppnå en fast anbragt posisjon når det beveges for å lukke gjennomgangen i hengeren Hodet på den indre enden av stammen har også porter 43 som kobler den indre enden av dens langstrakte åpmng til dens ytre diameter og derfor også den ringformede strømningsveien om lukningselementet i hengergjennomgangen 13 når det er tilkoblet setet 301 hengergjennomgangen og som fører til åpmng av lukke-elementet

Tetmngsnnger (SR) blir holdt i spor og de motsatte plane flatene til huset og legemet for å begrense strømning mellom husgjennomgangen og den første gjennomgangen i legemet, såvel som mellom de vertikalt adskilte seksjonene til legemet som er dannet for å tillate sammenstilling av dets deler, som det fremgår fra tegningene En forstørret ytre ende 32 av stammen er styrbart vekselvirkningsbar inne i den utvendige enden av gjennomgangen 23 i legemet utenfor krysningen mellom dette og den andre gjennomgangen 24 Tetmngsnnger 34 som bhr holdt i en redusert del av den første gjennomgangen omgir stammen innenfor portene 30 som er utformet for å koble den ytre enden av åpningen i stammen til den andre gjennomgangen 241 legemet

Operasjonsmekamsmen for å bevege stammen mellom dens mdre og ytre posisjoner innbefatter en stang 36 som blir opptatt for rotasjon uten vekselvirkning inne i en utvendig forlengelse 35 av den første gjennomgangen 23 i legemet, og som er gjengetilkoblet 37 i sin indre ende til den ytre enden av den forstørrede delen 32 av stammen Mer spesifikt er den forstørrede delen av stammen ikke-sirkulcer for styrbart å veksel virke inne i en korrespsonderende utformet del av den første gjennomgangen under rotasjon av stangen i motsatte retninger Operasjonsstangen strekker seg gjennom tetningsnngene 40A som blir holdt av legemet utenfor en andre gjennomgang 24 slik at strømningen mellom stammeåpmngen og den andre legemegjennomgangen er begrenset til gjennomgangen gjennom portene 30

Den andre gjennomgangen i legemet kan selektivt bh åpnet og lukket ved hjelp av et lukke-element 40 som er bevegelig med en åpning 411 legemet parallelt med gjennomgangen 23 En komsk seteoverflate på den indre enden av lukke-elementet blir derfor beveget mot og vekk fra et sete dannet på en vinklet mellomliggende del av den andre gjennomgangen, for derved å styre strømmen av stynngsfluid til og fra en stynngsledmng som er tilknyttet den øvre enden av den andre gjennomgangen Som vist, blir lukke-elementet beveget mot og vekk fra den anbragte posisjon på samme måte som porten 30, inkludert en stang som er gjengetilkoblet en ytre ende tilpasset for å bh rotert av den ytre del for aktivenng av et fjernstyrt undervannsfartøy

I den lukkede posisjon for lukke-elementet 14, kan det inneholde forladningstrykk i gjennomgangen i hengeren, og derfor også røret som fører ned til operatøren for SSV-en, inntil et tidspunkt da hengeren og dens sidegjennomgang blir åpnet av stammen for å etablere en strømmngsvei gjennom gjennomgangen i hengeren, åpningen gjennom stammen og gjennomgangen i legemet montert på huset for tilkobling til det utvendige utstyret Ved tilbaketrekning av stammen til posisjonen i figur 1 for å tillate lukke-elementet å lukke og fjerne den indre ende fra husets hull 11, er produksjonsrørhengeren selvfølgelig fristilt for å kunne trekkes tilbake fra brønnhodehuset

Claims (4)

1 Undersjøisk brønnhodeapparatur innbefattende et brønnhodehus (12) tilpasset å bh installert i en undersjøisk brønn, en henger (10) tilpasset å bli senket ned i og avsatt i en forhåndsbestemt onentenngsposisjon og langsgående posisjon inne i husets hull for å henge en rørstreng inne i brønnhullet, og innretning for å styre strømmen mellom rørstrengen og en stynngsledmng utenfor huset, innbefattende en gjennomgang (13A) i hengeren (10) som har en ende som er tilpasset å kobles til et rør som strekker seg nedover inn i brønnhullet for tilkobling til rørstrengen og en annen ende som tilkobles den ytre siden av hengeren motsatt av husets hull, en gjennomgang (11 A) i nevnte hus (12) som har en ende som tilkobles med sin indre side i generell tilpasning til den ytre enden av gjennomgangen (13B) i hengeren for å danne en fortsettelse av denne når hengeren blir avsatt i huset, et legeme (22) på den ytre siden av huset som har gjennomgangsinnretning med en ende i generell innretning med den andre enden av husgjennomgangen (13 A) og en annen ende for tilkobling til stynngsledningen, og ventihnnretning inkluderende et lukke-element (14) montert for bevegelse i hengergjennomgangen (13B) mellom en posisjon innenfor den ytre siden til hengeren der den tilkobles et innovervendende sete (15) om hengergjennomgangen (13B) for å lukke denne og en åpen posisjon som tillater strømning derigjennom, karakterisert ved lnnretmng (40) for å tvinge lukke-elementet (14) til lukket posisjon, og innretning (40) for å bevege lukke-elementet (14) fra åpen til lukket posisjon, inkluderende en stamme (26) montert inne i legemets gjennomgangsinnretning for langsgående vekselgang inne i husgjennomgangen mellom en ytre posisjon i hvilken dens indre ende er fjernet fra hullet i huset for å tillate avsetning av hengeren i dette, og en indre posisjon i hvilken den indre ende strekker seg inn i den andre enden av gjennomgangen i hengeren for å bevege lukke-elementet (14) til, og holde det i en åpen posisjon for å danne en begrenset strømnings vei mellom hengergjennomgangen og gjennomgangsinnretningen (23) i legemet for å tilkoble rørstrengen til styreledningen, der returnering av stammen (26) til sin ytre posisjon tillater lukke-elementet (40) å bli returnert av nevnte tvinge-element hl lukket posisjon hvorved hengeren kan bh fjernet fra hullet, og en operatør inne i legemet for vekselgang av stammen mellom nevnte posisjoner

2 Undersjøisk brønnhodeapparatur i henhold til krav 1, karakterisert ved at stammen (26) strekker seg løst gjennom husets gjennomgang for å være fri hl å bøyes i denne, idet hengergjennomgangen har et utovervendende sete (30) som er tilkoblet av en seteoverflate (3OA) på den indre enden av stammen (26) for å lukke hengergjennomgangen ved åpmng av lukke-elementet, idet enten setet (30) eller seteoverflaten (30A) definerer en sirkel, og det elementet som ikke definerer en sirkel definerer en sfænsk overflate

3 Undersjøisk brønnhodeapparatur i henhold til krav 1, karakterisert ved at nevnte operatør inkluderer en stang (36) montert inne i gjennomgangsinnretningen i legemet (22) på utsiden av og i innretmng med stammen, og innretmng for å styre stangen (36) fra utsiden av legemet for å bevege stammen innover for å åpne venhhnnretningen og utover for å tillate lukning av ventihnnretmngen

4 Undersjøisk brønnhodeapparatur i henhold hl krav 3, karakterisert ved at stangen (36) er montert for rotasjon uten vekselgang, stammen (26) blir holdt tilbake mot rotasjon, de tilliggende endene av stangen og stammen er gjengetilkoblet (37) for å muliggjøre vekselgang av stammen (26) som følge av rotasjon av stangen (36), og den ytre enden av nevnte stang (36) er konfigurert for tilkobling til og rotasjon ved hjelp av et fjernstyrt undervannsfartøy