NO320467B1

NO320467B1 - Telescopic conductor for a well installation and method for driving the same underground.

Info

Publication number: NO320467B1
Application number: NO20041495A
Authority: NO
Inventors: Harald Strand
Original assignee: Harald Strand
Priority date: 2004-04-13
Filing date: 2004-04-13
Publication date: 2005-12-12
Also published as: BRPI0509802B1; EP1740793B1; NO20041495L; CA2562891A1; DE602005003118D1; BRPI0509802A; NO20041495D0; US20080257603A1; ATE377129T1; WO2005100732A1; EP1740793A1

Abstract

A conductor casing device for establishing and lining a wellbore in unconsolidated sediments, the conductor casing being arranged to be driven into and to displace the unconsolidated sediments by axially directed impulses against an internal abutment in the lower portion of the conductor casing, where the conductor casing is telescopic. The invention also comprises a method of driving a telescopic conductor casing into unconsolidated sediments.

Description

TELESKOPISK LEDERØR FOR EN BRØNNINSTALLASJON OG FRAMGANGSMÅTE FOR NEDDRIVING AV SAMME I UNDERGRUNNEN TELESCOPIC GUIDE PIPE FOR A WELL INSTALLATION AND PROCEDURE FOR DRIVING THE SAME UNDERGROUND

Oppfinnelsen omhandler et teleskopisk lederør for en brønnin-stallasjon, fortrinnsvis en undersjøisk hydrokarbonbrønn, nærmere bestemt et teleskopisk lederør, hvor et ytre rør er løsbart festet til et indre rør som ved sitt nedre endeparti omfatter anordninger for samvirke med en drivanordning. Når lederøret er drevet så langt ned i løsmassene at det rager en foreskrevet høyde over overflaten av løsmassene, løsgjøres det ytre røret fra det indre røret. Det indre røret drives videre ned i løsmassene inntil det møter faste sedimenter eller når en planlagt inndrivingsdybde. En anordning ved det ytre rørets nedre endeparti sørger for at det ytre røret ikke kan skyves nedover utenpå det indre røret. Oppfinnelsen omfatter også en framgangsmåte for neddriving av et teleskopisk lederør i løsmasser. The invention relates to a telescopic guide pipe for a well installation, preferably an underwater hydrocarbon well, more specifically a telescopic guide pipe, where an outer pipe is releasably attached to an inner pipe which at its lower end part includes devices for cooperation with a drive device. When the guide pipe has been driven so far into the loose masses that it protrudes a prescribed height above the surface of the loose masses, the outer pipe is detached from the inner pipe. The inner pipe is driven further down into the loose masses until it encounters solid sediments or reaches a planned drive-in depth. A device at the lower end of the outer tube ensures that the outer tube cannot be pushed downwards outside the inner tube. The invention also includes a method for driving down a telescopic guide pipe in loose masses.

Ved etablering av en brønn, for eksempel en hydrokarbonbrønn, i et område med løsmasser over bergstrukturene, er det nød-vendig å føre ned et lederør gjennom løsmassene. Lederøret avgrenser brønnhullet mot løsmassene og fungerer som funda-ment for installasjoner (brønnhode, BOP m.m.) ved løsmassenes overflate. Installasjonene skal forskriftsmessig anbringes i en bestemt høyde i forhold til overflaten, dvs. terrengover-flate eller havbunn. På grunnlag av analyser av løsmassene velges en lederørlengde som med stor sannsynlighet kan drives så langt ned at lederørets øvre ende oppnår en foreskrevet avstand fra løsmassene. Ved usikkerhet om løsmassenes beskaf-fenhet kan lederørets lengde bli for liten eller for stor, og særlig ved undersjøisk brønnetablering må det foretas kompli-serte operasjoner for å forlenge eller forkorte lederøret, When establishing a well, for example a hydrocarbon well, in an area with loose masses above the rock structures, it is necessary to run a conduit down through the loose masses. The guide pipe delimits the wellbore against the loose masses and acts as a foundation for installations (wellhead, BOP etc.) at the surface of the loose masses. In accordance with regulations, the installations must be placed at a specific height in relation to the surface, i.e. terrain surface or seabed. On the basis of analyzes of the loose masses, a length of guide pipe is selected which can with high probability be driven down so far that the upper end of the guide pipe achieves a prescribed distance from the loose masses. If there is uncertainty about the nature of the loose masses, the length of the guide pipe may be too short or too long, and particularly in the case of subsea well establishment, complicated operations must be carried out to extend or shorten the guide pipe,

slik rørets øvre ende oppnår korrekt nivå. so that the upper end of the pipe reaches the correct level.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe ulempene ved kjent teknikk. Formålet er særlig å redusere den kostnadsmessige og den praktiske effekten av usikkerheten i å anslå hvor langt lederøret kan drives. The purpose of the invention is to remedy the disadvantages of known technology. The purpose is in particular to reduce the cost and the practical effect of the uncertainty in estimating how far the guide pipe can be driven.

Oppfinnelsen muliggjør også installasjon av lange lederør uten at det er nødvendig å gjennomføre innskjøting av ekstra lederørseksjoner under inndrivingen. The invention also enables the installation of long conductor tubes without it being necessary to carry out the splicing of additional conductor tube sections during driving.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående be-skrivelse og i etterfølgende patentkrav. The purpose is achieved by features which are indicated in the description below and in subsequent patent claims.

Et teleskopisk lederør ifølge oppfinnelsen er på i og for seg kjent måte innrettet til å drives inn i løsmasser ved aksialt rettede impulser mot innvendig anbrakte slagflater i fortrinnsvis et nedre parti av et indre rør. Det indre røret er løstakbart festet til et ytre rør, fortrinnsvis ved at et øvre parti av det indre røret er festet til et øvre parti av det ytre røret. A telescopic guide tube according to the invention is arranged in a manner known per se to be driven into loose masses by axially directed impulses against internally placed impact surfaces in preferably a lower part of an inner tube. The inner tube is detachably attached to an outer tube, preferably in that an upper part of the inner tube is attached to an upper part of the outer tube.

I det ytre rørets nedre parti er det ikke-forskyvbart anbrakt ett eller flere låseelementer som ligger an mot det indre rø-rets yttervegg. Låseelementet/-elementene er innrettet til å la et fra det ytre røret løsgjort indre rør kunne beveges i aksial retning bort fra det ytre rørets øvre parti. Låseelementet/-elementene er ytterligere innrettet til å forhindre at et fra det indre røret løsgjort ytre rør kan beveges i aksial retning mot det indre rørets nedre parti. In the lower part of the outer tube, one or more locking elements are arranged non-displaceably and lie against the outer wall of the inner tube. The locking element(s) are arranged to allow an inner tube detached from the outer tube to be moved in an axial direction away from the upper part of the outer tube. The locking element(s) are further arranged to prevent an outer tube detached from the inner tube from being moved in an axial direction towards the lower part of the inner tube.

Det ytre røret er fordelaktig innrettet til å kunne motta en eller flere utvendig anbrakte stabilisatorer ifølge i og for seg kjent teknikk. Dette er særlig aktuelt hvor lederøret skal anbringes i ustabile masser. Stabilisatorene sørger for at lederøret oppviser en større anleggsflate mot løsmassene, hvorved løsmassene kan oppta en større belastning rettet radialt på røret. The outer tube is advantageously designed to be able to receive one or more externally placed stabilizers according to per se known technology. This is particularly relevant where the guide pipe is to be placed in unstable masses. The stabilizers ensure that the guide pipe has a larger contact surface against the loose materials, whereby the loose materials can absorb a greater load directed radially on the pipe.

Det ytre røret er fordelaktig forsynt med en eller flere stoppanordninger innrettet til å ligge an mot et øvre parti av stabilisatoren(e). Derved kan stabilisatorene ved inndriving i løsmassene sammen med det ytre røret anbringes i et på forhånd definert nivå i forhold til løsmassenes overflate. The outer tube is advantageously provided with one or more stop devices arranged to rest against an upper part of the stabilizer(s). Thereby, the stabilizers, when driven into the loose materials together with the outer tube, can be placed at a pre-defined level in relation to the surface of the loose materials.

Oppfinnelsen omfatter videre en framgangsmåte for inndriving i løsmasse av et lederør for foring av et brønnhull, idet le-derøret er innrettet til å kunne drives inn i løsmassene ved aksialt rettede impulser mot et innvendig anlegg i lederørets nedre parti, hvor The invention further includes a method for driving a guide pipe into loose mass for lining a well hole, the guide pipe being designed to be able to be driven into the loose masses by axially directed impulses against an internal facility in the lower part of the guide pipe, where

et ytre rør festes løstakbart til et indre rørs øvre parti; an outer tube is detachably attached to an inner tube's upper portion;

det sammensatte teleskopiske lederøret drives inn i løsmassene inntil det ytre rørets øvre parti inntar en foreskrevet avstand fra løsmassenes overflate; the assembled telescopic guide tube is driven into the loose masses until the upper part of the outer tube occupies a prescribed distance from the surface of the loose masses;

det ytre røret løsgjøres fra det indre røret; the outer tube is detached from the inner tube;

det indre røret drives ytterligere inn i løsmassene til planlagt inndrivingsdybde eller inntil videre inndriving ikke er mulig, idet det indre røret beveger seg aksialt bort fra the inner tube is driven further into the loose masses to the planned driving depth or until further driving in is not possible, as the inner tube moves axially away from

det ytre rørets øvre parti. the upper part of the outer tube.

Framgangsmåten omfatter fordelaktig at én eller flere stabilisatorer anbringes på det ytre røret før inndriving i løsmassene. The method advantageously includes one or more stabilizers being placed on the outer pipe before driving into the loose materials.

I det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på med-følgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom et sammenkoplet, teleskopisk lederør ifølge oppfinnelsen; Fig. 2 viser i mindre målestokk et lengdesnitt gjennom et sammenkoplet, teleskopisk lederør under inndriving i løsmas-ser; Fig. 3 viser et lengdesnitt gjennom det teleskopisk lederøret under inndriving i løsmasser, hvor et indre rør glir i et frakoplet ytre rør; Fig. 4 viser et sideriss av lederør tilsvarende lengdesnittet i fig. 3, men hvor det ytre røret er forsynt med en stabilisator; In what follows, a non-limiting example of a preferred embodiment is described which is visualized in the accompanying drawings, where: Fig. 1 shows a longitudinal section through a connected, telescopic guide tube according to the invention; Fig. 2 shows, on a smaller scale, a longitudinal section through a connected, telescopic guide pipe during driving into loose masses; Fig. 3 shows a longitudinal section through the telescopic guide tube during driving into loose masses, where an inner tube slides in a disconnected outer tube; Fig. 4 shows a side view of the conductor pipe corresponding to the longitudinal section in fig. 3, but where the outer tube is provided with a stabilizer;

Fig. 5 viser lederøret i fig. 4 sett ovenfra. Fig. 5 shows the guide tube in fig. 4 seen from above.

Det vises først til fig. 1 hvor et teleskopisk lederør 1 omfatter et indre rør 3, et ytre rør 5, en ringformet koplingsanordning 7 samt et ringformet låseelement 9. Reference is first made to fig. 1 where a telescopic guide tube 1 comprises an inner tube 3, an outer tube 5, an annular coupling device 7 and an annular locking element 9.

Det indre røret 3 er i et øvre parti 11 forsynt med et ringformet koplingsspor 13. I et nedre parti 15 er det indre rø-ret 3 forsynt med en drivsko 17 med en innvendig slagflate 19. The inner tube 3 is provided in an upper part 11 with an annular coupling groove 13. In a lower part 15, the inner tube 3 is provided with a drive shoe 17 with an internal impact surface 19.

Det ytre røret 5 er i et øvre parti 21 forsynt med et utvendig koplingsparti 23 egnet til å motta og holde fast en brønninstallasjon (ikke vist). I et midtre parti 25 er det ytre røret utvendig forsynt med en ringformet stabilisator-stoppper 27. I et nedre parti 28 er det ytre røret 5 forsynt med et innvendig ringformet låsespor 29. The outer pipe 5 is provided in an upper part 21 with an external connecting part 23 suitable for receiving and holding a well installation (not shown). In a middle part 25, the outer tube is externally provided with an annular stabilizer stopper 27. In a lower part 28, the outer tube 5 is provided with an internal annular locking groove 29.

Koplingsanordningen 7 er forsynt med et innvendig koplingsparti 31 som strekker seg fra en nedre senteråpning 33. Koplingspartiet 31 i koplingsanordningen 7 er komplementært til koplingspartiet 23 på det ytre røret 5. En øvre boring 35 er komplementær til det indre rørets 3 utvendige diameter. En ringformet brystning 37 er komplementær til koplingssporet 13 på det indre røret 3. Koplingsanordningen er avtakbar idet den er delbar (ikke vist) ved hjelp av et verktøybærende fjernstyrt fartøy {ikke vist). The coupling device 7 is provided with an internal coupling part 31 which extends from a lower center opening 33. The coupling part 31 in the coupling device 7 is complementary to the coupling part 23 on the outer tube 5. An upper bore 35 is complementary to the outer diameter of the inner tube 3. An annular parapet 37 is complementary to the coupling groove 13 on the inner tube 3. The coupling device is removable in that it is divisible (not shown) by means of a tool-carrying remote controlled vessel (not shown).

Låseelementet 9 har form av en ringformet tallerkenfjør idet en konveks ringflate 41 vender mot det ytre rørets 5 nedre endeparti 15. En innvendig kant 43 ligger tett an mot det indre rørets 3 yttervegg. The locking element 9 has the shape of an annular plate spring, with a convex ring surface 41 facing the lower end portion 15 of the outer tube 5. An inner edge 43 lies closely against the outer wall of the inner tube 3.

Det vises nå i det vesentlige til fig. 2 og 3. Lederøret 1 er drevet ned i løsmasser 51 ved hjelp av en innvendig plassert hammer 61, 63 som er forbundet med en driv- og styreanordning (ikke vist) via en kabel 65. Hammeren 61, 63 kan overføre drivimpulser til lederøret 1 via slagflaten 19 (se fig. 1). Reference is now made essentially to fig. 2 and 3. The guide pipe 1 is driven down into loose masses 51 by means of an internally placed hammer 61, 63 which is connected to a drive and control device (not shown) via a cable 65. The hammer 61, 63 can transmit drive impulses to the guide pipe 1 via the impact surface 19 (see fig. 1).

Det vises så til fig. 4 og 5. I en alternativ utførelse er lederøret 1 forsynt med en sylinderformet stabilisator 71 som omslutter deler av det ytre røret 5. Et senterrør 73 er koaksialt omsluttende det ytre røret 5 og ligger i en virksom stilling an mot stabilisatorstopperen 27. En sylinderformet kappe 77 er koaksial med senterrøret 73 og stivt forbundet med dette ved at det fra senterrøret 73 rager radialt utover flere støtteribber 75 som strekker seg i hele stabilisatorens 71 aksiale lengde. Reference is then made to fig. 4 and 5. In an alternative embodiment, the guide tube 1 is provided with a cylindrical stabilizer 71 which encloses parts of the outer tube 5. A center tube 73 coaxially encloses the outer tube 5 and lies in an active position against the stabilizer stopper 27. A cylindrical jacket 77 is coaxial with the center tube 73 and rigidly connected to this in that from the center tube 73 several support ribs 75 project radially outwards which extend along the entire axial length of the stabilizer 71.

Forut for neddriving av et lederør 1 analyseres løsmassene 51 med det formål å fastslå hvor langt lederøret 1 kan drives og hvor stor usikkerhet det foreligger omkring denne analysen, dvs. hva er forventet maksimal neddriving og hva er beregnet minimal neddriving. Det velges deretter en lengde på det indre røret 3 som under ingen omstendigheter forårsaker at det indre røret 3 rager mer opp over løsmassene 51 enn det som er foreskrevet for en brønninstallasjon som i ettertid skal mon-teres på lederøret 1. Det velges også en lengde på det ytre røret 5 som er lang nok til at det ytre røret 5, når det rager over løsmassene 51 som foreskrevet med hensyn til brønn-installas j onen, overlapper med det indre røret 3når dette er drevet ned til maksimal dybde. Prior to the lowering of a guide pipe 1, the loose masses 51 are analyzed with the aim of determining how far the guide pipe 1 can be driven and how much uncertainty there is around this analysis, i.e. what is the expected maximum lowering and what is the calculated minimum lowering. A length of the inner pipe 3 is then chosen which, under no circumstances, causes the inner pipe 3 to protrude more above the loose masses 51 than is prescribed for a well installation which is subsequently to be mounted on the guide pipe 1. A length is also chosen on the outer pipe 5 which is long enough so that the outer pipe 5, when it protrudes above the loose masses 51 as prescribed with regard to the well installation, overlaps with the inner pipe 3 when this has been driven down to maximum depth.

Lederøret 1 drives ned i løsmassene 51 ved at hammeren 61, 63 på i og for seg kjent måte delvis lager et hull ved å trenge inn i løsmassene 51 og presse disse til side, delvis ved å hamre lederøret i løsmassene 51 ved slag mot drivskoens 17 slagflate 19. Lederørets 1 indre og ytre rør 3, 5 er i første del av drivingen sammenkoplet ved hjelp av koplingsanordningen 7. The guide pipe 1 is driven down into the loose masses 51 by the hammer 61, 63, in a manner known per se, partly creating a hole by penetrating into the loose masses 51 and pushing them aside, partly by hammering the guide pipe into the loose masses 51 by striking the drive shoe 17 impact surface 19. The inner and outer tubes 3, 5 of the guide tube 1 are connected in the first part of the drive by means of the coupling device 7.

Når det ytre røret 5 har nådd en foreskrevet dybde, dvs. at det rager over løsmassene 51 med en foreskrevet høyde, fjer-nes koplingsanordningen 7, ved en undersjøisk installasjon fortrinnsvis med verktøy på et fjernstyrt undervannsfartøy When the outer pipe 5 has reached a prescribed depth, i.e. that it protrudes above the loose masses 51 with a prescribed height, the coupling device 7 is removed, in the case of an underwater installation, preferably with tools on a remote-controlled underwater vessel

(ROV). (ROV).

Drivingen fortsetter deretter idet det indre røret 3 beveger seg aksialt gjennom det ytre røret 5 ved å gli gjennom låseelementet 9. Etter at det indre røret 3 har nådd sin maksima-le dybde, trekkes hammeren 61, 63 opp av lederøret 1. Driving then continues as the inner tube 3 moves axially through the outer tube 5 by sliding through the locking element 9. After the inner tube 3 has reached its maximum depth, the hammer 61, 63 is pulled up by the guide tube 1.

I den alternative utførelsen, hvor det ytre røret 5 er forsynt med en stabilisator 71, drives denne inn i løsmassene sammen med det ytre røret 5, idet stabilisatorens 71 senter-rør 73 ligger an mot stabilisatorstopperen 27. Kappens 77 store overflate sørger for at sidestabiliteten for lederøret 1 på i og for seg kjent måte økes når det står i ustabile løsmasser 51. In the alternative embodiment, where the outer tube 5 is provided with a stabilizer 71, this is driven into the loose masses together with the outer tube 5, with the center tube 73 of the stabilizer 71 resting against the stabilizer stopper 27. The large surface of the cap 77 ensures that the lateral stability for the guide pipe 1 in a manner known per se is increased when it stands in unstable loose masses 51.

Som følge av låseelementets 9 koniske form, vil det ytre rø-ret 5 ved belastning ikke kunne gli nedover på det indre rø-ret 3, idet låseelementets 9 innvendige kant 43 da vil bite seg fast i det indre rørets 3 overflate. Due to the conical shape of the locking element 9, the outer tube 5 will not be able to slide downwards on the inner tube 3 under load, as the inner edge 43 of the locking element 9 will then bite into the surface of the inner tube 3.

Lederøret 1 ifølge oppfinnelsen vil kunne anta en lang rekke dimensjoner, idet det indre rørets 3 diameter kan anta alle aktuelle mål i henhold til bransjestandarder. The guide pipe 1 according to the invention will be able to assume a wide range of dimensions, as the diameter of the inner pipe 3 can assume all relevant measurements according to industry standards.

Claims

1. Device with a guide pipe (1) for establishing and lining a well hole in loose mass (51), as the guide pipe (1) is arranged to be able to be driven into and displace the loose masses (51) by axially directed impulses against the guide the pipe (1), characterized in that the conductor ear (1) is telescopic.

2. Device according to claim 1, characterized in that an outer tube (5) is releasably attached to an inner tube (3) by means of a coupling device (7).

3. Device according to claim 1, characterized in that the outer tube (5) at an upper part (21) is releasably attached to an upper part (11) of the inner tube (3).

4. Device according to claim 1, characterized in that in the outer tube (5) one or more locking elements (9) are non-displaceably placed which rest against the outer wall of the inner tube (3).

5. Device according to claim 1, characterized in that the locking element/elements (9) are designed to allow an inner tube (3) detached from the outer tube (5) to be moved in an axial direction away from the outer tube's (5 ) upper part (21).

6. Device according to claim 1, characterized in that the locking element/elements (9) are designed to prevent an outer tube (5) detached from the inner tube (3) from being displaced in the axial direction towards the inner tube (3 ) lower part (15).

7. Device according to claim 1, characterized in that the outer tube (5) is designed to receive one or more externally placed stabilizers (71).

8. Device according to claim 7, characterized in that the outer tube (5) is provided with one or more stop devices (27) designed to rest against an upper part of the stabilizer(s) (71).

9. Device according to claim 1, characterized in that the lower part (15) of the inner tube (3) is provided with a drive shoe (17) which is arranged to receive axially directed drive impulses.

10. Procedure for driving into loose mass (51) a guide pipe (1) for establishing and leading a well hole, the guide pipe (1) being arranged to be able to be driven into and displace the loose masses (51) by axially directed impulses towards a plant (19) in the guide pipe (1), characterized in that an outer tube (5) is detachably attached to the upper part (11) of an inner tube (3); - the assembled telescopic guide tube (1) is driven into the loose masses (51) until the upper part (21) of the outer tube (5) occupies a prescribed distance from the surface of the loose masses (51); - the outer tube (5) is detached from the inner tube (3); - the inner tube (3) is driven further into the loose masses (51) until it abuts against a preferably impenetrable structure (53), the inner tube (3) being displaced axially away from the upper part (21) of the outer tube (5) .

11. Method according to claim 10, characterized in that one or more stabilizers (71) are placed on the outer tube (5) before driving in the loose materials (51).