NO316285B1 - Dreibart kontrollhode innvendig i stigerör - Google Patents

Description

DREIBART KONTROLLHODE INNVENDIG I STIGERØR

Den herværende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og et system for boring på dypt vann. Særlig vedrører den herværende oppfinnelse et system for en hurtigkoplingstetning for avtettmg under boring på dypt vann ved bruk av et roterbart rør samt en fremgangsmåte for bruk av systemet.

Marine stigerør som strekker seg fra et brønnhode som er fastgjort på bunnen i et hav, er blitt benyttet for å sirkulere borevæske tilbake til en konstruksjon eller rigg. Stige-røret må være stort nok i innvendig diameter til å romme den største borekrone og det største rør som vil bli brukt under boring av et borehull i havbunnen. Tradisjonelle stigerør har nå innvendige diametrer på 50 cm ( I9h tommer), men andre diametrer kan benyttes.

Et eksempel på et marint stigerør og noen av de tilhørende borekomponenter, slik som vist på fig. 1, er foreslått i amerikansk patent nr. 4,626,135 som ifølge tittelbladet er til-delt Hydril Company, og innbefattes for alle formål i dette skrift gjennom henvisning. Siden stigerøret R er fast innkoplet mellom en flytende konstruksjon eller rigg S og brønnho-det W, som fremlagt i US 4,626,135, brukes en tradisjonell glide- eller teleskopskjøt SJ som omfatter en ytre sylinder OB og en indre sylinder IB med en trykktetning mellom disse for å kompensere for innbyrdes vertikal bevegelse eller stam-pebevegelse mellom flyteriggen og det fast monterte stigerør. En avleder er blitt innkoplet mellom glideskjøtens SJ øvre indre sylinder IB og den flytende konstruksjon eller rigg S for å kontrollere at gassansamlmger i det undersjøiske sti-gerør R eller lavtrykksformasjonsgass ikke slipper ut til riggdekket F. Et kuleledd BJ mellom avlederen D og stigerøret R kompenserer for annen innbyrdes bevegelse (horisontal og rotasjonsmessig) eller helning og rulling hos den flytende konstruksjon S og det fastgjorte stigerør R.

Avlederen D kan benytte en stiv avlederledning DL som strekker seg radialt utover fra siden av avlederhuset for å over-føre borevæske eller slam fra stigerøret R til en strupemanifold CM, vibrasjonssikt SS eller annen borevæskemottakende anordning. Ovenfor avlederen D finnes den stive strømnings-ledning RF, vist på fig. 1, som er utformet til å stå i forbindelse med slamtanken MP. Dersom borevæsken er åpen mot at-mosfærisk trykk ved slamreturnippelen i riggdekket F, må den ønskede borevæskemottakende anordning være begrenset til lik høyde eller nivå på konstruksjonen S eller borevæsken må, om ønskelig, pumpes av en pumpe til et høyere nivå. Selv om vib-rasjonssikten SS og slamtankene MP er vist skjematisk på fig. 1, kan disse fluidmottakende anordninger, dersom det finnes en slamreturnippel i riggulvets F nivå og slamretursysternet er under minimalt driftstrykk, måtte plasseres på et nivå nedenfor riggdekket F for å oppnå ordentlig drift. Siden strupemanifolden CM og separatoren MB brukes når brønnen sirkuleres under trykk, behøver de ikke befinne seg nedenfor slamreturnippelen.

Som det også er vist på fig. 1, er en tradisjonell fleksibel strupeledning CL utformet for å stå i forbindelse med strupemanifolden CM. Borevæsken kan da strømme fra strupemanifolden CM til en slam-gass-fjerner eller separator MB og en fakkel-ledning (ikke vist). Borevæsken kan da tømmes til en vibrasjonssikt SS og slamtanker MF. I tillegg til en strupeledning CL og drepeledning KL, kan det benyttes en trykkforsterk-ningsledning BL.

Tidligere er stigerøret, ved boring på dypt vann med et marint stigerør, ikke blitt trykksatt med mekaniske anordninger under vanlige operasjoner. Det eneste trykk som riggoperatø-ren har tilført, og som holdes i stigerøret, er det som gene-reres gjennom densiteten i det boreslam som holdes i stigerø-ret (hydrostatisk trykk). Under noen operasjoner kan gass utilsiktet trenge inn i stigerøret fra borehullet. Dersom dette skjer, vil gassen bevege seg opp gjennom stigerøret og ekspandere. Når gassen ekspanderer, vil den fortrenge slam, og stigerøret vil "avlaste". Denne avlastingsprosess kan være ganske voldsom og kan utgjøre en betydelig brannfare når gass når overflaten av den flytende konstruksjon via slamreturnippelen ved riggdekket F. Som omtalt ovenfor, er stigerørsavle-deren D, som vist på fig. 1, når den er aktivert, ment å føre dette slam og denne gass bort fra riggdekket F. Avledere blir imidlertid ikke brukt under vanlige boreoperasjoner og blir generelt aktivert bare når det registreres indikasjoner på gass i stigerøret. US 4,626,135 har foreslått installering av en gasshåndterende ringformet utblåsingssikrmg GH, slik som vist på fig. 1, i stigerøret R nedenfor stigerørets glide-skjøt SJ. Som den tradisjonelle avleder D, aktiveres den gasshåndterende ringformede utblåsningssikring GH bare ved behov, men i stedet for bare å tilveiebringe en sikker strøm-ningsbane for slam og gass bort fra riggdekket F, kan den gasshåndterende ringformede utblåsningssikring GH brukes til å holde begrenset trykk på stigerøret og kontrollere stigrør-avlastingsprosessen. En hjelpestrupeledning ACL benyttes for å sirkulere slam fra stigerøret R via den gasshåndterende ringformede utblåsningssikring GH til en strupemanifold CM på riggen.

I den senere tid er fordelene med å bruke underbalansert boring, særlig i modne geologiske dypvannsomgivelser, blitt kjent. Dypt vann anses å være mellom 900 til 2300 m (3 000 til 7 500 fot) dypt, og ultradypt vann anses å være 2 300 til 3 000 m (7 500 til 10 000 fot) dypt. Roterende kontrollhoder, slik som beskrevet i amerikansk patent nr. 5,662,181, har tilveiebrakt en pålitelig tetning mellom et roterende rør og stigerøret mens det utføres boreoperasjoner. PCT-publikasjon nr. W099/45228, med tittelen "Method and Apparatus for Drilling a Borehole Into A Subsea Abnormal Pore Pressure Environ-ment" (Fremgangsmåte og apparat for å bore et borehull inn i et undersjøisk miljø med unormalt poretrykk) foreslår bruk av et roterende kontrollhode for overbalansert boring av et borehull gjennom undersjøiske geologiske formasjoner. Det vil si at fluidtrykket inne i borehullet holdes likt eller større enn poretrykket i de omliggende geologiske formasjoner ved bruk av et fluid som har utilstrekkelig densitet til å gene-rere et borehullstrykk som er større enn den omliggende geologiske formasjons poretrykk uten trykksetting av borehulls-fluidet. Amerikansk senenr. 09/260,642, inngitt 2. mars 1999, foreslår en modell med underbalansert boring hvor det benyttes et roterende kontrollhode for å tette et marint sti-gerør under boring i bunnen av et hav ved bruk av et roterbart rør fra en flytende konstruksjon. I tillegg henvises det til foreløpig søknad med serienr. 60/122,350, inngitt 2. mars 1999, som omhandler modeller for anvendelse av teknologi for roterende kontrollhode ved boreoperasjoner på dypt vann.

Det har også tidligere vært kjent å bruke et slamsystem med to densiteter for å ha kontroll over formasjoner som er blottlagt i det åpne borehull. Se "Feasibility Study of a Dual Density Mud System for Deepwater Drilling Operations"

(Mulighetsstudie av et todensitetsslamsystem for boreoperasjoner på dypt vann) av Clovis A. Lopes og Adam T. Bourgoyne jr. © 1997 Offshore Technology Conference. Det blir i dette skrift foreslått at det, idet et høydensitetsslam sirkuleres fra havbunnen tilbake til riggen, blir injisert gass i slam-søylen ved eller nær havbunnen for å redusere slammets densitet. Hydrostatisk kontroll av unormalt formasjonstrykk foreslås imidlertid opprettholdt gjennom et tungslamsystem som ikke blir gassemulgert nedenunder havbunnen. Et slikt todensitetsslamsystem foreslås for å redusere borekostnadene ved at det reduserer antallet foringsrørstrenger som er nødvendig for å bore brønnen og ved reduksjon av diameterkravene for de marine stigerør og undersjøiske utblåsningssikringer. Toden-sitetsslamsystemet ligner et slamnitrifiseringssystem hvor nitrogen blir brukt for å redusere slamdensiteten, idet for-mas jons fluid ikke nødvendigvis blir produsert under bore-prosessen.

Amerikansk patent nr. 4,813,495 foreslår et alternativ til

den tradisjonelle fremgangsmåte og det tradisjonelle apparat for boring ifølge fig. 1 gjennom bruk av et undersjøisk roterende kontrollhode sammen med en undersjøisk pumpe som retur-nerer borevæsken til et borefartøy. Siden borevæsken returne-res til borefartøyet, kan en væske med tilsetninger brukes

økonomisk til kontinuerlige boreoperasjoner. US 4,813,495 flytter derfor grunnlinjen for måling av trykkgradient fra havflaten til slamlinjen på havbunnen. Denne endring i grunn-linjens plassering fjerner vekten av borevæske eller det hy-drostatiske trykk inneholdt i et tradisjonelt stigerør fra formasjonen. Dette formål er realisert ved at returvæsken eller -slammet snarere tas ved slamlinjen og pumpes til overflaten enn at returslammet må tvinges oppover gjennom stige-røret av det nedadrettede trykk fra slamsøylen.

Amerikansk patent nr. 4,836,289 foreslår en fremgangsmåte og et apparat for å foreta kabeloperasjoner i en brønn innehol-dende en smøresammenstilling i kabel, hvilken omfatter en rørformet spindel med sentral boring. En nedre rørformet forlengelse er festet til spindelen, hvilken skal strekke seg inn i en ringformet utblåsningssikring. Den ringformede utblåsningssikring angis å forbli åpen til enhver tid under ka-beloperas joner , bortsett fra ved testing av smøresammenstil-1ingen eller når altfor høye brønntrykk påtreffes. Den nedre ende av den nedre rørformede forlengelse er forsynt med et forstørret sentreringsparti hvis utvendige diameter er større enn den utvendige diameter på den nedre rørformede forlengelse, men mindre enn den innvendige diameter i boringen i slam-returnippelens flenselement. Kabeloperasjonssystemet ifølge US 4,836,289 foreskriver, antyder eller tilveiebringer ikke noen motivasjon for å bruke et roterende kontrollhode, langt mindre foreskriver, antyder eller tilveiebringer noen motivasjon for å tette en ringformet utblåsningssikring med den nedre rørformede forlengelse under boring.

I tilfeller hvor det produseres rimelige mengder gass og små mengder olje og vann under underbalansert boring i et lite parti av brønnen, ville det være ønskelig å benytte tradisjo-neit nggutstyr, som vist på fig. 1, i kombinasjon med et roterende kontrollhode for å kontrollere det trykk som påføres brønnen under boring. Det ville derfor være ønskelig med et system og en fremgangsmåte for å tette enten stigerøret eller den undersjøiske utblåsmgssikringsstakk (BOPS) under boring på dypt vann, hvilket/hvilken ville tillate en rask montering og frigjøring ved bruk av tradisjonelt trykkinnesluttingsut-styr. Særlig ville det være ønskelig med et system som tilveiebringer tetning av stigerøret på hvilket som helst forhåndsbestemt sted, eller alternativt er i stand til å tette BOPS-en mens røret roteres, hvor tetningen kunne monteres relativt raskt ved behov og fjernes raskt når den ikke lenger er nødvendig.

Ifølge et første aspekt tilveiebringer den herværende oppfinnelse et apparat for utforming av et borehull ved bruk av et roterbart rør og et fluid, hvilket omfatter: et øvre rør anbrakt ovenfor nevnte borehull; en opplagringskonstruksjon som har et indre element og et ytre element, og som er plassert sammen med nevnte øvre rør, idet nevnte indre element er roterbart i forhold til nevnte ytre element og har en passasje som det roterbare rør kan strekke seg gjennom; en opplagringskonstruksjonstetning for tettende å bringe røret i inngrep med nevnte opplagringskonstruksjon; og et holdeelement som skal plassere nevnte opplagringskonstruksjon sammen med nevnte øvre rør.

Ytterligere, foretrukne trekk er fremsatt i patentkrav 2 til 7.

Ifølge et andre aspekt tilveiebringer den herværende oppfinnelse en fremgangsmåte for å øke trykket i et fluid i et borehull mens et roterbart rør avtettes, hvilken fremgangsmåte omfatter trinnene: anbringe et øvre rør over borehullet; holde en opplagringskonstruksjon inne i nevnte øvre rør, idet nevnte opplagringskonstruksjon har et indre element og et ytre element, hvor nevnte indre element er roterbart i forhold til nevnte ytre element og har en passasje som det roterbare rør kan strekke seg gjennom; tette nevnte opplagringskonstruksjon mot nevnte roterbare rør; og tette nevnte øvre rør med nevnte opplagringskonstruksjon for å kontrollere trykket i fluidet i borehullet.

Ytterligere, foretrukne trekk er fremsatt i patentkrav 9 og 10.

Foretrukne utførelser av oppfinnelsen tilveiebringer således et system for på dypt vann å bore i bunnen i et hav ved bruk av et roterbart rør. Systemet benytter en ringformet utblåsningssikring eller lukkehodeutblåsningssikring for å tilveiebringe en tetning, med eller uten gasshåndteringsutslippsåpning for å transportere trykksatt returslam fra et stigerør til riggen under boring. Utblåsningssikringen kan beveges mellom en tettet posisjon omkring et indre hus som er gjenge-forbundet med en opplagringskonstruksjon som har en passasje som det roterbare rør kan strekke seg gjennom, for å tilveiebringe en barriere mellom to forskjellige fluiddensiteter i stigerøret. Det innvendige hus omfatter også et holdeelement eller en stuking som skal blokkere oppadrettet bevegelse av det indre hus i forhold til utblåsningssikringen når tetningen i utblåsningssikringen er i tettende posisjon. Når utblåsningssikringen er i tettende stilling rundt det innvendige hus og røret roteres, kan trykket i fluidet i det åpne borehull holdes ved én densitet nedenfor tetningen mens fluid med annen densitet holdes ovenfor tetningen. Når utblåsningssik-nngens tetning er i åpen stilling, kan det innvendige hus og den gjengekoplede opplagringskonstruksjon fjernes relativt raskt fra stigerøret.

Noen foretrukne utførelser av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet, bare som eksempel, under henvisning til de medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 er et sideriss av et slamretursystem på flyterigg ifølge eldre teknikk, vist i brutt oppriss hvor det nedre parti illustrerer den tradisjonelle undersjøiske utblåsnings-sikringsstakk festet til et brønnhode, og det øvre parti illustrerer den tradisjonelle flyterigg hvor et stigerør som har en tradisjonell utblåsningssikring, er forbundet med fly-ter iggen; Fig. 2 er et sideriss av en utblåsningssikring i tettet stilling for plassering av et innvendig hus og opplagringskonstruksjon ifølge den herværende oppfinnelse i stigerøret; Fig. 3 er et snittriss tatt langs linje 3-3 på fig. 2; Fig. 4 er et forstørret sideriss av en utblåsnmgssikrings-stakk plassert over et brønnhode, lignende det nedre parti av fig. 1, men med et innvendig hus og en opplagringskonstruksjon ifølge den herværende oppfinnelse plassert i en utblåsningssikring som står i forbindelse med toppen av utblås-nmgssikringsstakken og et roterbart rør som strekker seg gjennom opplagringskonstruksjonen og det innvendige hus iføl-ge den herværende oppfinnelse og inn i et åpent borehull; Fig. 5 er et sideriss av en alternativ utførelse av et innvendig hus ifølge den herværende oppfinnelse; Fig. 6 er en foretrukket utførelse av et innvendig avtrappet hus ifølge den herværende oppfinnelse; Pig. 7 er et forstørret snittnss av en opplagringskonstruksjon ifølge den herværende oppfinnelse, hvilken illustrerer en typisk knast på opplagringskonstruksjonens ytre element og en typisk knast på det innvendige hus, hvilke står i inngrep med en skulder på stigerøret; Fig. 8 er et forstørret detaljsnittoppriss av en stuking ifølge den herværende oppfinnelse; og

Fig. 9 er et snittnss tatt langs linje 9-9 på fig. 8.

Fig. 2, 3 og 6 viser foretrukne utførelser av et innvendig hus ifølge den herværende oppfinnelse, og fig. 5 viser en alternativ utførelse av et innvendig hus ifølge den herværende oppfinnelse.

Det vises til fig. 2, hvor stigerøret eller det øvre rør R er vist plassert ovenfor en gasshåndterende ringformet utblåsningssikring, generelt betegnet GH. Selv om en "HYDRIL" GH 21-2000 gasshåndterende utblåsningssikring (BOP) eller en ringformet utblåsningshåndteringsmnretning i serien "HYDRIL" GL ville kunne brukes, ville utblåsningssikrmger av lukkehodetypen, slik som Cameron U BOP, Cameron Ull BOP eller en Cameron T utblåsningssikring, hvilke leveres av Cooper Cameron Corporation, Houston, Texas, kunne brukes. Cooper Cameron Corporation leverer også en Cameron DL ringformet BOP. Den gasshåndterende ringformede utblåsningssikring GH omfatter et øvre hode 10 og et nedre legeme 12 med et ytre legeme eller første hus 14 mellom disse. Et stempel 16 som har en nedre vegg 16A, beveger seg i forhold til det første hus 14 mellom en tettet posisjon, som vist på fig. 2, og en åpen posisjon, hvor stemplet beveger seg nedover til enden 16A' går i inngrep med en skulder 12A. I denne åpne stilling er den ringformede pakningsenhet eller tetning 18 frigjort fra det innvendige hus 20 ifølge den herværende oppfinnelse, mens veggen 16A stenger gasshåndteringsinnretmngens utslippsåpning 22. Tetningen 18 har fortrinnsvis en høyde på 30 cm (12 tommer). Selv om det beskrives utblåsningssikringer av den ringformede type og av lukkehodetypen med eller uten en gasshåndterende utslippsåpning, er hvilken som helst tetning som tilbake-trekkbart vil tette om et innvendig hus for å tette mellom et første hus og det innvendige hus, tenkelig, slik dette dekkes av den herværende oppfinnelse. Den beste type tilbaketrekkbar tetning, med eller uten gasshåndteringsutløp, vil være av-hengig av prosjektet og det utstyr som brukes i prosjektet.

Det innvendige hus 20 omfatter en kontinuerlig, radialt uto-verragende stuking eller holdeelement 24 i nærheten av den ene ende av det innvendige hus 20, slik det vil bli redegjort for mer inngående nedenfor. Når tetningen 18 er i åpen stilling, gir den også klaring til holdeelementet 24. Som det vises best på fig. 8 og 9, er stukingen 24 fortrinnsvis kanne-lert med en flerhet av boringer, som boring 24A, for å redusere hydraulisk stempelvirkning ved det innvendige hus 20. Den andre ende av det innvendige hus 20 omfatter fortrinnsvis innovervendte Acme-høyregjenger 2OA. Som vist best på fig. 2 og 3, innbefatter det innvendige hus fire knaster 26A, 26B, 26C og 26D som er plassert med lik innbyrdes avstand.

Som vist best på fig. 2 og 7, ligner opplagringskonstruksjonen, som er betegnet generelt med 28, det roterende kontrollhode Weatherford-Williams modell 7875 som nå leveres av Weatherford International, Inc., Houston, Texas. Alternativt ville roterende kontrollhoder Weatherford-Williams modell 7000, 7100, IP-1000, 7800, 8000/9000 og 9200 som nå leveres av Weatherford International, Inc., kunne brukes. Det benyttes fortrinnsvis et roterende kontrollhode med to tetninger plassert med avstand mellom for å tilveiebringe mer enn rike-lig tetning. De største komponenter i opplagringskonstruksjonen 28 er beskrevet i amerikansk patent nr. 5,662,181 som nå eies av Weatherford U.S. Holdings, Inc. Generelt omfatter opplagringskonstruksjonen 28 en øvre gummipotte 30 som er dimensjonert for å motta en øvre strippegummi eller indre tet-ningselement 32. En nedre strippegummi eller indre tetnings-element 34 er fortrinnsvis forbundet med den øvre tetning 32 via det indre element 36 i opplagringskonstruksjonen 28. Et ytre element 38 i opplagringskonstruksjonen 28 er roterbart forbundet med det indre element 36, som best vist på fig. 7, slik det vil bli beskrevet nærmere nedenfor.

Det ytre element 38 innbefatter fire knaster 40A, 40B, 40C og 40D som er plassert med lik innbyrdes avstand. Mens en typisk knast 4OA er vist på fig. 2 og 7, og knasten 40B er vist på fig. 2, er knastene 40B og 40C ikke illustrert. Som vist best på fig. 7, innbefatter det ytre element 38 også utovervendte Acme-høyregjenger 38A motsvarende de mnovervendte Acme-høyregjenger 2OA i det innvendige hus 20 for å tilveiebringe en gjengeforbmdelse mellom opplagringskonstruksjonen 28 og det innvendige hus 20.

De to sett knaster 40A, 40B, 40C og 4OD på opplagringskon-struks] onen 28 og knastene 26A, 26B, 26C og 26D på det innvendige hus 20 tjener tre hensikter. For det første tjener begge knastesett som styre-/slitasjesko ved nedføring og uthenting av opplagringskonstruksjonen 28 og det innvendige hus 20 som er sammenkoplet via gjenger, begge knastesett tjener også som hjelpeverktøy for av- og påskruing av opplagringskonstruksjonen 28 og huset 20, og til slutt, slik det er vist best på fig. 2 og 7, går knastene 26A, 26B, 26C og 26D på det innvendige hus 20 i inngrep med en skulder R' på det øvre rør eller stigerør R for å sperre for videre bevegelse nedover av det innvendige hus 20, og dermed opplagringskonstruksjonen

28, gjennom utblåsningssikringens GH boring. Opplagringskonstruksjonen 28 av modell 7875 har fortrinnsvis en innvendig boringsdiameter på 22,2 cm (8%") og vil ta imot bore-rørskoplinger på opp til 21,6 cm (8V) og 21,9 cm (8 5/8"), og har en utvendig diameter på 43 cm (17") for å minimere stempelvirkningsproblemer i et marint stigerør R med innvendig diameter på 50 cm (19V). Den innvendige diameter nedenfor skulderen R" er fortrinnsvis 22,2 cm (18%"). Den utvendige diameter på knastene 40A, 40B, 40C og 4OD og knastene 26A, 26B, 26C og 26D er fortrinnsvis dimensjonert til 48 cm (19") for å lette deres funksjon som styre-/slitasjesko ved nedfø-ring og uthenting av opplagringskonstruksjonen 28 og det innvendige hus 20 i et marint stigerør R med innvendig diameter på 50 cm (19V).

For det første kan et roterbart rør P, det vises igjen til fig. 2 og 7, mottas gjennom opplagringskonstruksjonen 28, slik at begge de indre tetningselementer 32 og 34 på tettende måte bringer opplagringskonstruksjonen 28 i inngrep med det roterbare rør P. For det andre tettes rmgrommet A mellom det første hus 14 og stigerøret R og det innvendige hus 20 ved bruk av tetningen 18 i den ringformede utblåsningssikring GH. De to ovennevnte tetninger tilveiebringer en ønsket barriere eller tetning i stigerøret R både når røret P er i ro og mens det roterer. Som vist på fig. 2, vil særlig sjøvann eller et fluid av én densitet SW kunne holdes ovenfor tetningen 18 i stigerøret R, og slam M, trykksatt eller ikke trykksatt, holdes nedenfor tetningen 18.

Det vises nå til fig. 5 hvor det kunne benyttes et sylindrisk innvendig hus 20 i stedet for det foretrukne avtrappede innvendige hus 20 som har en avtrappet redusert diameter 20C på 36 cm (14"), slik det vises best på fig. 2 og 6. Begge disse innvendige hus vil kunne ha ulike lengder og dimensjoner for å romme ulike utblåsningssikringer som velges eller er til-gjengelig for bruk. Utblåsningssikringen GH, som vist på fig. 2, kunne fortrinnsvis være plassert på et forhåndsbestemt nivå mellom brønnhodet W og riggdekket F. Det er særlig tenkelig at et optimalisert nivå for utblåsningssikringen kunne regnes ut, slik at atskillelsen av slam M, trykksatt eller ikke trykksatt, fra sjøvann eller gassemulgert boreslam SW ville gi et ønsket innledende hydrostatisk trykk i det åpne borehull, slik som borehullet B vist på fig. 4. Dette innledende trykk kunne deretter reguleres ved å trykksette eller gassemulgere slammet M.

Det vises nå til fig. 4, hvor utblåsningssikringsstakken, generelt betegnet BOPS, står i fluidforbindelse med strupeledningen CL og drepeledningen KL innkoplet mellom de ønskede lukkehodeutblåsningssikringer RBP i utblåsningssikringsstakken BOPS, slik det er kjent av fagfolk på området. I utførel-sen vist på fig. 4, er to ringformede utblåsningssikringer BP plassert ovenfor utblåsningssikringsstakken BOPS mellom et nedre rør eller brønnhode W og det øvre rør eller stigerør R. På lignende måte som utførelsen vist på fig. 2, blir det innvendige hus 20 og opplagringskonstruksjonen 28 som er sammenkoplet via gjenger, plassert inne i stigerøret R ved at ring-tetningen 18 i den øvre ringformede utblåsningssikring BP beveges til tettet stilling. Som vist på fig. 4, innbefatter ikke den ringformede utblåsningssikring BP en gasshåndteringsutslippsåpning 22, som vist på fig. 2. Selv om en ringformet utblåsningssikring med gasshåndteringsutslippsåpning ville kunne brukes, ville fluider kunne overføres uten utløp nedenfor tetningen 18 for å regulere fluidtrykket i borehullet B ved bruk av strupelednmgen CL og/eller drepeledningen

KL.

Det vises nå til fig. 7, hvor det vises et detaljoppriss av tetningene og lagrene i roterende kontrollhode Weatherford-Williams modell 7875 som nå selges av weatherford International, Inc., Houston Texas. Det indre element eller den indre sylinder 36 er dreibart forbundet med det ytre element eller den ytre sylinder 38 og omfatter fortrinnsvis koniske radial-lagre 42A og 42B i 9000-serien plassert mellom en øvre pakkboks 44A og en nedre pakkboks 44B. Lagerbelastningsskruer, lignende skruene 46A og 46B, brukes for å feste henholdsvis en topplate 48A og en bunnplate 48B til den ytre sylinder 38. Den øvre pakkboks 44A omfatter pakninger 44A' og 44A", og den nedre pakkboks 44B omfatter pakninger 44B' og 44B" plassert i tilstøtmg til de respektive slitasjehylser 50A og 50B. En

øvre holdeplate 52A og en nedre holdeplate 52B er tilveiebrakt mellom det respektive lager 42A og 42B og pakkboks 44A og 44B. Det er dessuten tilveiebrakt to aksiallagre 54 mellom radiallagrene 42A og 42B.

Som det nå kan sees, tilveiebringer det innvendige hus 20 og opplagringskonstruksjonen 28 ifølge den herværende oppfinnelse under boring en barriere i et første hus 14, hvilken til-later en rask montering og frigjøring ved bruk av et tradisjonelt øvre rør eller stigerør R og utblåsningssikring. Særlig kan barrieren tilveiebringes i stigerøret R mens røret P roteres, hvor barrieren relativt raskt kan installeres eller frigjøres i forhold til stigerøret R, slik at stigerøret ville kunne brukes med underbalansert boring, et todensitets-system eller hvilken som helst annen boreteknikk som krever inneslutting av trykk.

Særlig ville det innvendige hus 20 og opplagringskonstruksjonen 28 som er skrudd sammen, kunne kjøres ned gjennom stige-røret R på et vanlig vektrør eller stabilisator (ikke vist) til knastene 26A, 26B, 26C og 26D på sammenstillingen av innvendig hus 20 og opplagringskonstruksjon 28 sperres mot videre bevegelse idet de går i inngrep med skulderen R<*> i stige-røret R. Den faste, fortrinnsvis radialt sammenhengende stuking eller stopper 24 i den nedre ende av det innvendige hus 20 ville være dimensjonert slik i forhold til utblåsningssikringen at stukingen 24 er plassert nedenfor utblåsningssikringens tetning 18. Den ringformede utblåsningssikring eller utblåsningssikringen av typen med lukkehode, med eller uten gasshåndteringsutslippsåpning 22, ville deretter bli beveget til tettet posisjon omkring det innvendige hus 20, slik at det tilveiebringes en tetning i rmgrommet A mellom det innvendige hus 20 og det første hus 14 eller stigerøret R. I tettet stilling ville gasshåndteringsutslippsåpningen 22 da, som omtalt ovenfor, åpnes slik at slam M nedenfor tetningen 18 kan kontrolleres mens det bores med det roterbare rør F som er tettet av de foretrukne innvendige tetninger 32 og 34 i opplagringskonstruksjonen 28. Som det også er omtalt ovenfor, ville strupelednmgen CL, drepeledningen KL eller begge, dersom det ble benyttet en utblåsningssikring uten gasshåndteringsutslippsåpning 22, kunne brukes for å overføre fluid med ønsket trykk og densitet, nedenfor utblåsningssikringens tetning 18 for å kontrollere slamtrykket under boring.

Siden dette system ikke krever noen vesentlige modifiseringer på stigerør eller utblåsningssikring, ville vanlige riggope-rasjoner ikke måtte avbrytes vesentlig for å bruke systemet. Under normale bore- og mn-/utkjøringsoperasjoner kunne sammenstillingen med det innvendige hus 20 og opplagringskonstruksjonen 28 forbli installert og ville bare måtte trekkes opp når borestrengskomponenter med stor diameter skal kjøres inn og ut av stigerøret R. Under korte perioder når den herværende oppfinnelse måtte fjernes, f.eks. ved opphenting av vektrør eller en borekrone, ville utblåsningssikringsstakken BOPS som en forholdsregel kunne stenges med avlederen D og den gasshåndterende utblåsningssikring GH som ytterligere hjelpesikring i tilfelle gass skulle slippe inn i stigerøret

R.

Dersom gasshåndteringsutslippsåpningen 22 var forbundet med riggens S strupemanifold CM, ville slamreturer, som det vises best på fig. 1, 2, og 4, kunne ledes gjennom den strupemanifold CM og det gasshåndteringssystem som finnes på riggen. Den eksisterende strupemanifold CM eller en hjelpestrupemani-fold (ikke vist) kunne benyttes for å strupe slamreturer og holde det ønskede trykk i stigerøret nedenfor tetningen 18 og dermed i borehullet B.

Som det nå også kan sees, kunne systemet sammen med en utblåsningssikring brukes for å hindre et stigerør fra å slippe ut slam eller gass til riggdekket F eller riggen S. Systemet, når det er korrekt utformet, tilveiebringer derfor en kont-rollfunksjon for stigerørsgass lignende en avleder D eller en gasshåndterende utblåsningssikring GH, som vist på fig. 1, med den tilleggsfordel at systemet i bruk ville kunne aktiveres til enhver tid - selv under boring.

På grunn av de større dyp som nå blir boret til havs, noen til og med på ultradypt vann, kreves det enorme gassvolumer for å redusere densiteten i en søyle av tungt slam i et marint stigerør R av større diameter. I stedet for å injisere gass i stigerøret R, som beskrevet i begynnelsen av denne beskrivelse, kan en utblåsningssikring plasseres på et forhåndsbestemt sted i stigerøret for å tilveiebringe den ønskede innledende slamsøyle, trykksatt eller ikke trykksatt, for det åpne borehull B siden den herværende oppfinnelse nå tilveiebringer en barriere mellom det ene fluid, slik som sjø-vann, ovenfor tetningen 18 i utblåsningssikringen, og slam M nedenfor tetningen 18. I stedet for å injisere gass i stige-røret ovenfor tetningen 18, blir det injisert gass nedenfor tetningen 18 enten via strupeledningen CL eller via drepeled-nmgen KL, slik at det kreves mindre gass for å senke densiteten i slamsøylen i den øvrige gjenstående ledning, benyttet som slamreturledning.

Ovenstående fremleggelse og beskrivelse av oppfinnelsen er illustrerende og forklarende for den, og ulike endringer i detaljer i det illustrerte apparat og i oppbyggingen og vir-kemåten kan foretas uten at man går ut over rammen av oppfinnelsen.

Claims (10)

1. Apparat for utforming av et borehull ved bruk av et roterbart rør (P) og et fluid, karakterisert ved at apparatet omfatter: et øvre rør (R) anbrakt ovenfor nevnte borehull; en opplagringskonstruksjon (28) som har et indre element (36) og et ytre element (38) og er plassert sammen med nevnte øvre rør (R), hvor nevnte indre element (36) er roterbart i forhold til nevnte ytre element (38) og har en passasje som det roterbare rør (P) kan strekke seg gjennom; en opplagringskonstruksjonstetning (32, 34) som skal bringe røret (P) i tettende inngrep med nevnte opplagringskonstruksjon (28); og et hoIdeelernent (40A,40B,40C,40D) for å plassere nevnte opplagringskonstruksjon i forhold til nevnte øvre rør (R).

2. Apparat som angitt i krav 1, hvor nevnte borehull har et borehullsfluidtrykk og nevnte fluid har et trykk, karakterisert ved at apparatet omfatter: et førs-te hus (14) plassert mellom nevnte borehull og nevnte øvre rør (R), og en tetning (18) plassert sammen med nevnte første hus, hvorved nevnte første hustetning tetter nevnte første hus mot nevnte opplagringskonstruksjon (28).

3. Apparat som angitt i krav 2, karakterisert ved at nevnte første hus (14) innbefatter en ringtetning (18) som har en første åpning og en andre åpning.

4. Apparat som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at det omfatter en undersjøisk stakk (BOPS) plassert ved havbunnen, idet nevnte første hus (14) er pias-sert ovenfor og i fluidforbmdelse med nevnte undersjøiske stakk (BOPS).

5. Apparat som angitt i krav 2, 3 eller 4, karakterisert ved at nevnte første hustetning (18) er bevegelig mellom en tettet stilling og en åpen stilling.

6. Apparat som angitt i krav 2, 3, 4 eller 5, karakterisert ved at nevnte første hustetning (18) tetter nevnte første hus mot nevnte opplagringskonstruksjon (28) for å tillate nevnte rør (P) å rotere mens trykket i fluidet økes for å regulere borehullsfluidtrykket.

7. Apparat som angitt i krav 2, 3, 4, 5 eller 6, karakterisert ved at det omfatter et innvendig hus (20), hvor nevnte opplagringskonstruksjon (28) er uttak-bart plassert overfor nevnte innvendige hus (20).

8. Fremgangsmåte for å øke trykket i et fluid i et borehull mens et roterbart rør (P) avtettes, karakterisert ved at den omfatter trinnene: å plassere et øvre rør (R) ovenfor borehullet; å holde en opplagringskonstruksjon (28) inne i nevnte øvre rør (R), hvor nevnte opplagringskonstruksjon (28) har et indre element (36) og et ytre element (38), hvor nevnte indre element (36) kan roteres i forhold til nevnte ytre element (38), og opplagringskonstruksjonen (28) har en passasje som det roterbare rør (P) kan strekke seg gjennom; å tette nevnte opplagringskonstruksjon (28) overfor nevnte roterbare rør (P); og å tette nevnte øvre rør (R) overfor nevnte opplagringskonstruksjon (28) for å regulere trykket i fluidet i borehullet.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 8, karakterisert ved at den videre omfatter trinnet rotering av røret (P) mens trykket i fluidet i borehullet økes.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 8 eller 9, karakterisert ved at den videre omfatter trinnet: av-tetting av nevnte opplagringskonstruksjon (28) mot et innvendig hus (20) som er dimensjonert for å opptas inne i nevnte øvre rør (R).