NO321854B1

NO321854B1 - System og en fremgangsmåte for bruk og retur av boreslam fra en brønn som er boret på havbunnen

Info

Publication number: NO321854B1
Application number: NO20043467A
Authority: NO
Inventors: Roger Stave
Original assignee: Agr Subsea As
Priority date: 2004-08-19
Filing date: 2004-08-19
Publication date: 2006-07-17
Also published as: CA2576053A1; EP1784554A1; US7958948B2; BRPI0515194A; NO20043467L; EP1784554A4; CA2576053C; EP1784554B1; WO2006031119A1; NO20043467D0; BRPI0515194B1; MX2007001982A; US20080190663A1

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og system for bruk og retur av boreslam/borekaks fra eh brønn som er boret på havbunnen, i forbindelse med offshore relatert olje- og gassproduksjon, og som angitt i innledningen av respektive selvstendige krav 1 og 12.

Dagens krav vedrørende miljøutslipp setter store krav til operatørene i oljebransjen. For eksempel er det krav om at det ikke skal være utslipp av borefluid under boring. Under boring av en ny oljebrønn i havbunnen, eller boring i en allerede eksisterende brønn, produseres det store mengder borefluid som må behandles. Dette kan være oljebasert borefluid eller vannbasert borefluid, avhengig av om boringen som utføres er topphullsboring eller boring i oljesonene.

Fra kjent teknikk kan US 4,149,603 trekkes frem. Dette systemet viser en løsning hvor bruk av stigerør elimineres ved boreoperasjoner under vann. Systemet omfatter en pumpe tilkoplbar til den øvre delen av et undervannsborehode og har en nedre del med et innløp og en oppadrettet vegg som samvirker med den nedre delen, samt midler for å hindre at vann kommer i kontakt med kun den øvre delen av borekaks, ettersom borekaks passerer oppover fra det nedre innløpet. Videre transporteres borekaks til overflaten ved hjelp en pumpe, via en slange.

Ulemper med nevnte US 4,149,603 er blant annet at boreslammets utløpstrykk ikke kan reguleres avhengig av omliggende vanntrykk.

Videre skal fra kjent teknikk også EP 290.250 A2, US 2004/0124008 A1, US 4813495 og US 6161618 trekkes frem. Alle de omtalte løsninger vedrører fremgangsmåter og systemer for bruk og retur av boreslam eller borekaks fra en brønn som er boret på havbunnen, i forbindelse med offshore relatert olje-og gassproduksjon. Tilsvarende som ved foreliggende oppfinnelse løper en borestreng fra en borerigg eller borefartøy og ned i et borehull.

I forbindelse med foreliggende oppfinnelse kan det benyttes løsninger som er omtalt i søkers egne norske patenter NO 308.043 og NO 312.915.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å frembringe en løsning for retur av boreslam/borekaks uten at stigerør er montert mellom boreriggen eller borefartøyet og brønnen.

Dette formålet oppnås med en fremgangsmåte som definert i det selvstendige krav 1.

4

Alternative foretrukne utførelser av fremgangsmåten er kjennetegnet ved de uselvstendige kravene 2-12.

Oppfinnelsen vedrører også et system som definert i det selvstendige krav 12.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere med henvisning til de vedlagte tegninger, hvori:

Figur 1-6 viser ulike utførelser et system i følge oppfinnelsen.

Figur 7 og 8 viser alternative utførelser av en tetnings- og trykkregulerende anordning i følge oppfinnelsen.

Oppfinnelsen gjelder ett system som gjør det mulig å bruke boreslam i borehullet uten å benytte stigerør (Riser) for å få boreslam og borekaks til overflaten. Dette kan gjøres ved å bruke pumpeenheter på havbunnen eller hengende fra riggen eller et annet fartøy. Pumpeenhetene kan også være opphengt fra en flyteanordning. Flyteanordningen kan være en bøye eller en annen type flytelegeme.

Ved å pumpe boreslam ned borestrengen ned i brønnen, vil returen komme opp på utsiden av borestrengen, opp i hulrommet og når den kommer til BOP (utsiden av borestrengen) og en tetnings- og trykkregulerende anordning, for eksempel en SCM, vil boreslammet bli pumpet opp tilbake til riggen for behandling og lagring. Boreslammet blir ikke ført tilbake til riggen gjennom stigerøret som vanlig. Boreslammet kan bli ført tilbake til et fartøy og derfra tilbake til borefartøyet, som illustrert her.

Eller boreslammet blir ført tilbake til borefartøyet direkte fra pumpeenhetene, mens pumpeenhetene får kraft fra fartøyet. Pumpeenhetene kan kjøres fra borefartøyet. Pumpeenhetene kan også fra kjøres fartøyet. Eller de blir automatisk kjørt fra SCM ved hjelp av sensorer slik at nivået i SCM holdes tilnærmet konstant.

Boreslammet blir ført tilbake til borefartøyet direkte fra pumpen eller pumpene. Pumpeenhetene kan også henge fra et flyteelement/ bøye. Flyteelementet kan være delvis nedsenket, og ha en positiv oppdrift, og pumpeenheten kan ha en forankring til bunnen, slik at systemet holdes i strekk.

Pumpeenhetene kan også henge fra borefartøyet og være forankret til

havbunnen slik at pumpeenhetene ikke kommer i konflikt med BOP, SCM eller annet utstyr.

Pumpeenhetene kan også settes på havbunnen og forankres til havbunnen slik at pumpeenhetene ikke kommer i konflikt med BOP, SCM eller annet utstyr. Avhengig av det om det er behov for flere pumper, koblet i serie eller parallell, havdyp og systemet vil det i stor grad bestemme pumpeenheten(e)'s plassering

Mellom borefartøy og rigg kan det være full toveis kommunikasjon, data - satellitt, alt etter hva som er ønskelig for systemet. Det kan også være kontrollinjer til pumpeenheter, data, etc. som går fysisk fra fartøy til fartøy. Boreslammet kan også tilbakeføres til borefartøyet fra fartøyet eller omvendt avhengig av hva som passer for systemet.

Som tetnings- og trykkregulerende anordning kan det for eksempel benyttes løsninger som er omtalt i søkers egne norske patenter NO 308.043 og NO 312.915. Nevnte dokumenter er følgelig innarbeidet som referanse.

I et borehull som er boret i havbunnen kan det anordnes en tetningsanordning som vanligvis omtales som en suge- og sentraliseirngsmodul (SCM). Denne tetningsanordningen er vanligvis anordnet på brønnhodet til borehullet for blant annet å tette mellom fundamentet ved brønnhodet og en rørstreng opp til boreriggen, og for å danne et undertrykk i borehullet for utsug av borefluid. Nevnte NO 308.043 viser et system for fjerning av borefluid fra en borehulls-munning omfattende en suge- og sentraliseringsmodul som kan benyttes som tetnings- og trykkregulerende anordning i foreliggende oppfinnelse, og er kjennetegnet ved at det mellom foringsrørets indre overflate og borestrengens ytre overflate er anordnet et endestykke som danner en avtetning, i hovedsak fluidtett avtetning, mellom foringsrøret og borestrengen, og at det i foringsrøret er anordnet minst en utgangspassasje som står i direkte forbindelse med et ledningssystem, hvorpå en pumpeenhet for eksempel kan anordnes.

Som tetnings- og trykkregulerende anordning kan det også benyttes en sugemodul kjent fra søkers norske patentsøknad 2003 5172 og som omfatter et i toppen åpent og langstrakt rørformig legeme som er anordnet til et i havbunnen penetrerende rør, hvorigjennom en borestreng er ført for boring av topphullet, og hvor det rørformige legemet omfatter minst en utgangspassasje i rørveggen for utførsel av returborefluid fra borehullet til en pumpemodul. Videre omfatter det rørformige legemet en filtreringsinnretning med gjenomgående åpninger, hvor nevnte åpninger er innrettet til å slippe igjennom til den minst ene utgangspassasjen, returborefluid inneholdende løsmasse, så som svellende leire og steiner, med en størrelse som er mindre enn diameteren til pumpens innløpsledning eller pumpens åpninger.

Oppfinnelsen vedrører således en fremgangsmåte for bruk og retur av boreslam/borekaks fra en brønn som er boret på havbunnen, i forbindelse med offshore relatert olje- og gassproduksjon, hvor det fra en borerigg eller borefartøy 10 løper en borestreng 12 ned i borehullet og hvor det er anbrakt en utblåsningssikring (BOP) på nevnte brønn. I følge oppfinnelsen utføres de følgende trinn, uten at stigerør er montert mellom riggen eller fartøyet og nevnte utblåsningssikring: å pumpe boreslam ned borestrengen 12 i brønnen, hvorved boreslam kommer i retur på utsiden av borestrengen i et ringrom i borehullet og opp til nevnte utblåsningssikring 14; å lede boreslammet fra utblåsningssikringen 14 til og gjennom en tetnings- og trykkregulerende anordning 16 anbrakt på nevnte utblåsningssikring og videre til en pumpemodul 18 anordnet tilstøtende brønnen; å regulere boreslammets nivå, og derved utløpstrykk på boreslammet, i nevnte tetnings- og trykkregulerende anordning 16; og å pumpe nevnte boreslam opp til havoverflaten ved hjelp av pumpemodulen 18, via en ekstern returledning 20.

Boreslammet kan ledes gjennom en utløpspassasje i nevnte tetnings- og trykkregulerende anordningen 16 til pumpemodulen 18, og utløpstrykket i nevnte utløpspassasje kan reguleres på bakgrunn av egenvekt på boreslammet og omliggende havvann sin trykkpåvirkning på boreslammets nivå i nevnte tetnings- og trykkregulerende anordning. Boreslammets nivå i nevnte tetnings-og trykkregulerende anordning kan reguleres ved kjøring av pumpemodulen. Pumpemodulen kan opphenges fra et eksternt overflatefartøy, ved hjelp av et opphengssystem 22, og anbringes i en egnet avstand tilstøtende nevnte tetnings- og trykkregulerende anordning.

Eller pumpemodulen kan opphenges fra et flyteelement 28 i vannet, og anbringes i en egnet avstand tilstøtende nevnte tetnings- og trykkregulerende anordning. Flyteelementet kan nedsenkes delvis i vannet, med positiv oppdrift, og pumpemodulen kan forankres til bunnen ved hjelp av en forankring 24.

Eller pumpemodulen kan anbringes på havbunnen, og i en egnet avstand fra nevnte tetnings- og trykkregulerende anordning.

Boreslammet pumpes fortrinnsvis til det eksterne fartøyet'26 ved hjelp av nevnte pumpemodul før det transporteres videre til boreriggen eller borefartøyet, hvor pumpemodulen 18 tilføres kraft fra nevnte eksterne fartøy.

Eller boreslammet kan pumpes direkte til boreriggen eller borefartøyet 10 ved hjelp av pumpemodulen, samtidig som pumpemodulen 18 får kraft fra det eksterne fartøyet 26.

Pumpemodulen 18 kan også opphenges fra boreriggen eller borefartøyet 10.

Pumpemodulen 18 kan kjøres og styres fra det eksterne overflatefartøyet 26, eller pumpemodulen kan kjøres og styres fra boreriggen eller borefartøyet 10. Pumpemodulen kan også kjøres automatisk ved hjelp av sensorer (ikke vist) i nevnte tetnings- og trykkregulerende anordning 16, slik at boreslammets nivå i nevnte tetnings- og trykkregulerende anordning holdes tilnærmet konstant.

Oppfinnelsen vedrører også et system for retur av boreslam/borekaks fra en brønn som er boret på havbunnen, i forbindelse med offshore relatert olje- og gassproduksjon, hvor det fra en borerigg eller borefartøy 10 løper en borestreng 12 ned i borehullet og hvor det er anbrakt en utblåsningssikring (BOP) på nevnte brønn, uten at stigerør er montert mellom riggen eller fartøyet og nevnte utblåsningssikring. Til utblåsningssikringen 14 er det anordnet en tetnings- og trykkregulerende anordning 16 innrettet til å regulere boreslammets nivå, og derved utløpstrykk på boreslammet, i nevnte tetnings- og trykkregulerende anordning 16, og en pumpemodul 18 anordnet i egnet avstand tilstøtende nevnte tetnings- og trykkregulerende anordning, hvor pumpemodulen er innrettet til å pumpe nevnte boreslam opp til havoverflaten via en ekstern returledning.

Det skal også bemerkes at pumpemodulen og nevnte tetnings- og trykkregulerende anordning i en alternativ utførelse kan være utformet som en enhet, dvs. pumpemodulen og for eksempel nevnte SCM kan være en enhet, eller pumpemodulen og nevnte sugemodul kan være en enhet. Figur 6 viser et eksempel på kommunikasjon mellom borerigg eller borefartøy 10 og det eksterne overflatefartøyet 26. Figur 7 og 8 viser en utførelse av en tetnings- og trykkregulerende anordning 16. Som det fremgår kan anordningen være lukket eller åpen i toppen, og omfatte minst en utgangspassasje 30 for boreslam/borekaks.

Claims

1. Fremgangsmåte for bruk og retur av boreslam/borekaks fra en brønn som er boret på havbunnen, i forbindelse med offshore relatert olje- og gassproduksjon, hvor det fra en borerigg eller borefartøy (10) løper en borestreng (12) ned i borehullet og hvor det er anbrakt en utblåsningssikring (BOP) (14) på nevnte brønn, omfattende de følgende trinn, uten at stigerør er montert mellom riggen eller fartøyet og nevnte utblåsningssikring (14): å pumpe boreslam ned borestrengen (12) i brønnen, hvorved boreslam kommer i retur på utsiden av borestrengen i et ringrom i borehullet og opp til nevnte utblåsningssikring (14), og å lede boreslammet fra utblåsningssikringen (14) til og gjennom en tetnings- og trykkregulerende anordning (16) anbrakt på nevnte utblåsnings-sikring og videre til en pumpemodul (18) anordnet tilstøtende brønnen, karakterisert vedå lede boreslammet gjennom en utløpspassasje i nevnte tetnings- og trykkregulerende anordningen (16) til pumpemodulen (18), å regulere at boreslammets nivå i nevnte tetnings- og trykkregulerende anordning (16) ved kjøring av pumpemodulen (18), hvorved utløpstrykket i nevnte utløpspassasje reguleres på bakgrunn av egenvekt på boreslammet og omliggende havvann sin trykkpåvirkning på boreslammets nivå, og å pumpe nevnte boreslam opp tii havoverflaten ved hjelp av pumpemodulen, via en ekstern returledning (20).

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert v e d at pumpemodulen (18) opphenges fra et eksternt overflatefartøy (26), og anbringes i en egnet avstand tilstøtende nevnte tetnings- og trykkregulerende anordning (16).

3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert v e d at pumpemodulen (18) opphenges fra et flyteelement (28) i vannet, og anbringes i en egnet avstand tilstøtende nevnte tetnings- og trykkregulerende anordning (16).

4. Fremgangsmåte i samsvar med krav 3, karakterisert v e d at flyteelementet (28) nedsenkes delvis i vannet, med positiv oppdrift, og at pumpemodulen (18) forankres til bunnen.

5. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert v e d at pumpemodulen (18) anbringes på havbunnen, og i en egnet avstand fra nevnte tetnings- og trykkregulerende anordning (16).

6. Fremgangsmåte i samsvar med ett eller flere av kravene 2,3 eller 5, karakterisert ved at boreslammet pumpes til det eksterne fartøyet (26) ved hjelp av nevnte pumpemodul (18) før det transporteres videre til boreriggen eller borefartøyet (10), og at pumpemodulen (18) tilføres kraft fra nevnte eksterne fartøy (26).

7. Fremgangsmåte i samsvar med ett eller flere av kravene 2,3 eller 5, karakterisert ved at boreslammet pumpes direkte til boreriggen eller borefartøyet (10) ved hjelp av pumpemodulen (18), samtidig som pumpemodulen får kraft fra det eksterne fartøyet (26).

8. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert v e d at pumpemodulen (18) opphenges fra boreriggen eller borefartøyet (10).

9. Fremgangsmåte i samsvar med ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at pumpemodulen (18) kjøres og styres fra det eksterne overflatefartøyet (26).

10. Fremgangsmåte i samsvar med ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at pumpemodulen (18) kjøres og styres fra boreriggen eller borefartøyet (10).

11. Fremgangsmåte i samsvar med krav 9 eller 10, karakterisert v e d at pumpemodulen (18) kjøres automatisk ved hjelp av sensorer i nevnte tetnings- og trykkregulerende anordning (16), slik boreslammets nivå i nevnte tetnings- og trykkregulerende anordning (16) holdes tilnærmet konstant.

12. System for bruk og retur av boreslam/borekaks fra en brønn som er boret på havbunnen, i forbindelse med offshore relatert olje- og gassproduksjon, hvor det fra en borerigg eller borefartøy (10) løper en borestreng (12) ned i borehullet og hvor det er anbrakt en utblåsningssikring (14) (BOP) på nevnte brønn, uten at stigerør er montert mellom riggen eller fartøyet (10) og nevnte utblåsnings-sikring (14), hvor det til utblåsningssikringen (14) er anordnet en tetnings- og trykkregulerende anordning (16), og at en pumpemodul (18) er anordnet i egnet avstand tilstøtende nevnte tetnings- og trykkregulerende anordning (16), kar akterisert ved at nevnte tetnings- og trykkregulerende anordningen (16) omfatter en utløpspassasje som boreslammet blir ledet gjennom til pumpemodulen (18), og at boreslammets nivå er innrettet til å bli regulert i nevnte tetnings- og trykkregulerende anordning (16) ved kjøring av pumpemodulen (18), og derved utløpstrykk på boreslammet på bakgrunn av egenvekt på boreslammet og omliggende havvann sin trykkpåvirkning på boreslammets nivå, og at pumpemodulen (18) er innrettet til å pumpe nevnte boreslam opp til havoverflaten via en ekstern returledning (20).