NO318188B1

NO318188B1 - Anordning ved stigeror

Info

Publication number: NO318188B1
Application number: NO20032484A
Authority: NO
Inventors: Arne Sele
Original assignee: Aker Riser Systems As
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2005-02-14
Also published as: US20050006101A1; CA2468943A1; NO20032484D0; US7163062B2

Description

O ppfinnelsens område

Oppfinnelsen er et arrangement som utøver toppstrekk i et stigerør som er forankret i sjøbunnen, og som opptar rela-tiv bevegelse mellom denne og en flytende konstruksjon som benyttes for offshoreproduksjon av hydrokarboner.

Bakgrunn

Den ventilsammenstilling som ofte betegnes som ventiltre og som benyttes for å kontrollere brønner som produserer hydrokarboner offshore, kan enten være plassert på sjøbunnen eller på en overflatekonstruksjon. En brønn som skal produ-sere hydrokarboner består av et antall foringsrør. Røret med størst diameter drives først ned inntil det begynner å ta igjen. F6ringsrør med stadig mindre diameter drives gjennom hverandre og henges av på brønnhodet på nivå med sjøbunnen. Foringsrørene kjøres gjennom et borestigerør. Det siste foringsrøret plugges på nivå med formasjonen som hydrokarboner skal produseres fra.

Når ventiltreet er plassert på overflatenivå, blir et mindre produksjonsstigerør installert mellom overflatekonstruksjonen og brønnhodet. Hydrokarbonene produseres gjennom et produksjonsrør som er opphengt i ventiltreet og før-te gjennom produksjonsstigerøret og f6ringsrørmontasjen, og penetrerer pluggen inn i de lag som hydrokarbonene produseres fra. Produksjonsstigerøret virker som en andre flu-idbarriere i tilfelle av lekkasje fra produksjonsrøret eller brønnhodet. For å kjøre ned produksjonsrøret og utføre andre operasjoner i brønnen må stigerørene være rette og nesten vertikale. Betydelig toppstrekk må utøves for å opprettholde rettheten og forhindre utmatting på grunn av for stor dynamisk respons på grunn av virkningen av bølger og strøm.

Denne type stigerør vil knekke og bli ødelagt dersom de utsettes for aksialtrykk. De må derfor strekkes i hele sin lengde. Dette strekket kan utøves ved hjelp av hydrauliske eller pneumatiske sylindere, oppdriftstanker eller motvek-ter. Vanlig praksis er å forbinde brønnhodene med prosess-utstyret på dekk ved hjelp av fleksible rør.

Oppfinnelsens formål

Formålet med oppfinnelsen som her er beskrevet er å oppta den relative bevegelse mellom stigerøret og overflatekonstruksjonen på en enkel og effektiv måte og som er anvendbar for høye temperaturer, høye brønnhodetrykk og store relative bevegelser. Det beskrevne arrangementet gjør det mulig å understøtte ventiltreet direkte på dekket av overflatekonstruksjonen. Dette gjør at overflatekonstruksjonen kan bære vekten både av ventiltreet og produksjonsrøret som er opphengt i ventiltreet. I sin tur reduserer dette i betydelig grad belastningene som må opptaes av oppdriftstankene og derved redusere deres størrelse i sterk grad.

Kort omtale av oppfinnelsen

Disse formål oppnåes ved hjelp av et arrangement som er karakterisert ved de trekk som er nevnt i krav 1.

Kort beskrivelse av tegningene

Figur la viser et snitt i oppriss av et overflatefartøy som er forbundet med nedenforliggende utstyr for en ikke-inte-grert konfigurasjon i nøytral stilling, hvor det ikke foreligger noen virkning fra vind, bølger og strøm. I dette tilfellet vil den flytende konstruksjonen normalt befinne seg loddrett eller nesten loddrett over brønnen, og det parti av stigerøret som utsettes for aksialtrykk vil ha sin maksimale deformasjon og skruelinjen ha sin minste mulige stigning. Figur lb viser et snitt i opprisset av et overflatefartøy som er forbundet med nedenforliggende utstyr for en ikke-integrert konfigurasjon i ytterstillingen, hvor det foreligger en størst mulig ventet kombinert virkning fra vind, bølger og strøm. I dette tilfellet vil den flytende konstruksjonen normalt være forskjøvet til et sted som har en betydelig horisontal forskyvning i forhold til brønnhodet, og det parti av stigerøret som utsettes for aksialtrykk vil få sin minste deformasjon og være nesten rett. Figur 2a viser et snitt i opprisset av et overflatefartøy som er forbundet med nedenforliggende utstyr for en inte-grert konfigurasjon i nøytral stilling, hvor det ikke foreligger noen virkning fra vind, bølger og strøm. I dette tilfellet vil den flytende konstruksjonen normalt befinne seg loddrett eller nesten loddrett over brønnen, og det parti av stigerøret som utsettes for aksialtrykk, vil få sin maksimale deformasjon, slik at skruelinjen vil ha sin minst mulige stigning. Figur 2b viser et snitt i opprisset av et overflatefartøy som er forbundet med nedenforliggende utstyr for en inte-grert konfigurasjon i ytterstillingen, hvor det foreligger en størst mulig ventet kombinert virkning fra vind, bølger og strøm. I dette tilfellet vil den flytende konstruksjonen normalt være forskjøvet til et sted som har en betydelig horisontal forskyvning i forhold til brønnhodet, og det parti av stigerøret som utsettes for aksialtrykk vil få sin minste deformasjon og være nesten rett.

Detaljert beskrivelse av tegningene

Tegningene viser et overflatefartøy, så som en halvt nedsenkbar plattform 8 for produksjon av råolje, kondensater eller gass. Denne plattform 8 er forbundet med utstyret på sjøbunnen (ikke vist) gjennom et toppstrekk forsynt stige-rør som omfatter et hovedparti 6 i strekk og et øvre parti 3 i trykk. Fleksibiliteten av det øvre parti 3 opptar plattformbevegelsene. Oppdriftstanken 2 har tilstrekkelig oppdrift til å opprettholde strekket i alle deler av det nedre parti 6 av stigerøret, samt den maksimale trykkraft som utøves av det øvre parti 3 av stigerøret til enhver tid.

Figurene lb og 2b viser stigerøret i ytterste stilling på grunn av ekstreme miljøpåvirkninger. I denne situasjon trekkes oppdriftstanken 2 nedad til maksimal neddykning, og det øvre parti 3 av stigerøret utsettes for maksimal for-lengelse og er nesten rett. Figurene la og 2a viser platt-formen 8 i nøytral stilling når ingen miljøpåvirkninger foreligger. I denne situasjon vil oppdriftstanken 2 befinne seg i sin høyeste stilling, og det øvre parti 3 av stige-røret vil utsettes for maksimal kompresjon.

Det øvre parti 3 av stigerøret kan opprinnelig være rett før installasjonen. Når det utsettes for aksialtrykkbelastninger, vil det på grunn av det omsluttende rør 1 deformeres til en skruelinje. Når aksialtrykket øker, vil skrue-linjens stigning reduseres og trykkraften øker for tilpas-ning til overflatekonstruksjonens forskyvning. Det øvre parti 3 av stigerøret innbefatter en begrenset lengde 5 som ligger fritt. Dette rørpartiet vil ha øket stivhet for å sikre at det ikke vil knekke under den maksimale aksial-trykkbelastning det vil bli utsatt for. Den omsluttende ka-nal 1 er avsluttet i et føringsrør 4, som har tilstrekkelig styrke og stivhet til å forhindre at den understøttede lengde av stigerøret 5 knekker.

Dette arrangementet gjør det mulig å ha ventilmontasjen 7 for kontroll av brønnen forankret til dekket av den flytende konstruksjonen.

Claims

1. Arrangement av en oppdriftstank (2) og en sylindrisk omslutning (1) av et øvre parti (3) av et stigerør som sikrer at det opprinnelig rette eller skruelinjeformede stige-rør vil deformeres til en tilnærmet jevn skruelinje uten å bli utsatt for lokale, konsentrerte deformasjoner når det bli utsatt for lokale, konsentrerte deformasjoner når det utsettes for aksialtrykkbelastninger, karakterisert ved at den ene ende (5) av det øvre parti (3) av stigerøret har frihet til å kunne skyves inn i og ekspandere ut av den sylindriske omslutning (1) gjennom et føringsarrangement (4).

2. Arrangement ifølge krav 1, hvor stigerøret har et ho-vedpart i (5) som er forankret i sjøbunnen og holdes i strekk av oppdriftstanken (2).

3. Arrangement ifølge krav 2, hvor føringsarrangementet (4) er plassert ved den nedre ende av den sylindriske omslutning (l), idet nevnte ene ende (5) av det øvre parti (3) er forbundet med stigerørets hovedparti (6).

4. Arrangement ifølge krav 2 eller 3, hvor oppdriftstanken (2) er plassert nær forbindelsen mellom nevnte ene ende (5) av det øvre parti (3) og hovedpartiet (6) av stigerøret.

5. Arrangement ifølge et av de foregående krav, hvor fø-ringsarrangementet (4) er plassert ved den øvre ende av den sylindriske omslutning (1), idet nevnte ene ende (5) av det øvre parti (3) av stigerøret er forbundet med et overflate-fartøy (8) .

6. Arrangement ifølge krav 5, hvor oppdriftstanken (2) er plassert koaksialt inne i den sylindriske omslutning (1) slik at det dannes et ringformet rom mellom disse hvori det øvre parti (3) kan innta sin skruelinjeform.

7. Arrangement ifølge et av de foregående krav, hvor fø-ringsarrangementet omfatter et føringsrør (4) for å forhindre nevnte ene ende (5) av det øvre parti {3) i å knekke.

8. Arrangement ifølge et av de foregående krav, hvor nevnte ene ende (5) av det øvre parti (3) har større stivhet enn resten av det øvre parti (3).

9. Arrangement ifølge et av kravene 5-8, hvor det øvre parti (3) er forbundet med en ventilmontasje (7) på over-flatefartøyet (8).

10. Arrangement ifølge et av kravene 5-9, hvor overflate-fartøyet er en halvt nedsenkbar plattformkonstruksjon (8).