NO322006B1

NO322006B1 - Anordning og fremgangsmate for bronnintervenering

Info

Publication number: NO322006B1
Application number: NO20044981A
Authority: NO
Inventors: Kjell Inge Torgersen
Original assignee: Jm Consult As
Priority date: 2004-11-16
Filing date: 2004-11-16
Publication date: 2006-08-07
Also published as: GB2420136A; NO322006B2; US20060102356A1; NO20044981D0; GB0523349D0; GB2420136B; US7306404B2

Abstract

Anordning ved håndteringsinnretning (11) for brønnintervenering, hvor håndteringsinnretningen (11) i en operativ stilling er løsgjørbart koplet til et stigerør (13) og til en hivkompensator (9) som er innrettet til å opprettholde et forordnet strekk i stigerøret (13), hvor håndteringsinnretningen (11) omfatter:. -en nedre stigerørsfesteanordning (19),. -en i det vesentlige vertikal strekkrame (15) forsynt med minst to parallelle føringer (17), - et jekkebord (21) forsynt med en øvre stigerørsfesteanordning (23), - minst én strekkfast forbindelse (31) mellom strekkrammen (15) og den ovenfor lokaliserte hivkompensatok (9), idetjekkebordet (21) er bevegelig forbundet med de minst to parallelle føringene (17), minst den ene av de minst to parallelle føringene (17) omfatter midler (47) for bevegelse av jekkebordet (21) langs føringene (17) i deres i bruksstilling vertikal utstrekning, og jekkebordet (21) omfatter midler (43, 45) for å bevege den øvre stigerørsfesteanordningen (23) i horisontal retning langs minst én bevegelsesakse. Oppfinnelsen omfatter også en framgangsmåte for brønnintervenering.

Description

ANORDNING OG FRAMGANGSMÅTE FOR BRØNNINTERVENERING

Oppfinnelsen vedrører en anordning og en framgangsmåte for brønnintervenering, særlig intervenering i en hydrokarbon-brønn til havs, idet et stigerør som rager opp over boredekket på en flytende installasjon for lete- og/eller produksjonsboring for hydrokarboner, holdes strukket ved at en håndteringsinnretnings nedre gripeanordning holder stigerøret i et fast grep i underkant av et parti som er egnet til in-tervensjonsoperasjoner, og en dertil egnet innretning, for eksempel en hivkompensator, er koplet til håndteringsinnretningen og utøver et strekk i denne. Ved hjelp av håndteringsinnretningens jekkebord og løfteinnretninger frakoples, for-flyttes og sammenkoples stigerørsseksjoner og verktøy med stigerøret.

Ved brønnintervenering til havs må det etableres en forbindelse mellom brønninstallasjon på havbunnen og en lete-/pro-duksjonsenhet på havoverflaten i form av et stigerør med til-hørende ventiler, trykkbarrierer med mer. Interveneringen foregår i det vesentlige ved at det føres verktøy av dertil egnet slag inn i stigerøret og videre ned i brønnen. Ved slike operasjoner må vanligvis én eller flere stigerørssek-sjoner/ventilseksjoner monteres/demonteres samt brønnverktøy sluses inn i og ut av stigerøret. Ved kjent teknikk anvendes det i stor grad taljer eller lignende for håndtering av sek-sjonene) som skal koples til eller fra stigerøret. Det med-fører stor fare for operatørene på og ved boredekket at til dels meget tung last henger i stropper, særlig når vind og slingring forårsaker at den hengende lasten svinger.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste en av ulempene ved kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående be-skrivelse og i etterfølgende patentkrav.

For sammenføyning med et stigerør for brønnintervenering og en hivkompensator, for eksempel i form av en i og for seg kjent borestrengskompensator, er det anordnet en håndteringsinnretning for overføring av strekk- og løftekraft mellom hivkompensatoren og stigerøret. Håndteringsinnretningen omfatter en nedre stigerørsfesteanordning innrettet til løs-gjørbart å kunne fastholde et parti av stigerøret, for eksempel i umiddelbar underkant av en utblåsingssikring (BOP) i stigerørets øvre parti. Videre omfatter håndteringsinnretningen en strekkramme med én eller flere føringer for et jekkebord, idet føringene i en bruksstilling står i det vesentlige vertikalt. Jekkebordet er forbundet med føringene ved hjelp av midler for forflytning av jekkebordet i føringenes vertikale utstrekning. Jekkebordet omfatter også en øvre sti-gerørsfesteanordning og midler for forflytning av den øvre stigerørsfesteanordningen i jekkebordets horisontale lengde-og tverretning. Videre omfatter håndteringsinnretningen minst én strekkfast forbindelse mellom strekkramma og en ovenfor

denne lokalisert hivkompensator.

Midlene for å bevege jekkebordet i vertikal retning omfatter fordelaktig én eller flere innretninger for blokkering av bevegelsen.

Midlene for å bevege den øvre stigerørsfesteanordningen i horisontal retning omfatter også fordelaktig en eller flere innretninger for blokkering av bevegelsen.

Den minst ene strekkfaste forbindelsen mellom strekkramma og hivkompensatoren er fordelaktig sammenkoplet med hivkompensatoren ved hjelp av en øvre bjelke.

Den øvre bjelken er formålstjenlig forsynt med minst én løf-teinnretning for håndtering av et brønnverktøy.

Den øvre bjelkens minst ene løfteinnretning er fordelaktig en talje.

Den minst ene strekkfaste forbindelsen er fordelaktig et strekkstag.

Den nedre og den øvre stigerørsfesteanordningen er hver for seg fordelaktig komplementære til ett eller flere stigerørs-parti som er innrettet til å motta en radialt innoverrettet trykkraft og en aksial strekkraft.

Midlene for å bevege jekkebordet i vertikal retning og deres innretninger for blokkering av bevegelsen samt midlene for å bevege den øvre gripeanordningen i horisontal retning og deres innretninger for blokkering av bevegelsen er fordelaktig innrettet for fjernbetjening.

Den nedre og den øvre gripeanordningen er formålstjenlig innrettet for fjernbetjening.

Håndteringsinnretningen omfatter fordelaktig én eller flere arbeidsplattformer.

Oppfinnelsen vedrører også en framgangsmåte for brønninter-vensjon, hvor en håndteringsinnretning ifølge oppfinnelsen i en operativ stilling er innrettet til løsgjørbar tilkopling til et stigerør og til en hivkompensator som er innrettet til å opprettholde et forordnet strekk i stigerøret, idet framgangsmåten omfatter trinnene: - etablering av et stigerør mellom et område umiddelbart over en brønninstallasjon på havbunnen og et borefartøys boredekk, idet et øvre stigerørsparti rager opp gjennom boredekket,

- fastgjøring av stigerøret til boredekket,

- sammenkopling av håndteringsinnretningen og en over boredekket virksom hivkompensator, - sammenkopling av håndteringsinnretningen og det øvre stige-rørspartiet ved at håndteringsinnretningen senkes ned mot stigerøret og en nedre stigerørsfesteanordning fastgjøres til stigerøret, - hivkompensatoren løftes idet borestrengen frigjøres fra boredekket , - en eller flere stigerørsseksjoner, enkeltvis eller sammen-føyd, løftes ved hjelp av en løfteinnretning inntil et parti av stigerørsseksjonen(e) egnet for fastholdelse befinner seg ved et jekkebord anordnet i håndteringsinnretningen, - en øvre stigerørsfesteanordning anordnet i jekkebordet fø-res til inngrep med og til fastholdelse av stigerørsseksjo-

nen(e),

- stigerørsseksjonen(e) frigjøres fra løfteinnretningen, og

- stigerørsseksjonen(e) senkes ned mot det av håndteringsinnretningens nedre stigerørsfesteanordning fastholdte stigerør ved at jekkebordet føres langs håndteringsinnretningens vertikale føringer, hvoretter stigerørsseksjonen(e) sammenføyes med stigerøret og frigjøres fra den øvre stigerørsfesteanord-ningen, og - stigerøret senkes til kontakt med brønninstallasjonen på havbunnen og sammenkoples med denne.

Framgangsmåte innbefatter fordelaktig at løfteinnretningen er lokalisert i en øvre bjelke anordnet i håndteringsinnretningen.

Framgangsmåten omfatter ytterligere innsetting av ett eller flere verktøy i stigerøret ved at verktøyet/verktøyene settes på plass i stigerøret ved hjelp av løfteinnretningen.

I det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på med-følgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser en perspektivskisse av deler av en flytende installasjon til havs med et gjennomskåret boretårn og et stigerør med en håndteringsinnretning ifølge oppfinnelsen; Fig. 2 viser i større målestokk en håndteringsinnretning ifølge oppfinnelsen; Fig. 3 viser i større målestokk en strekkramme med jekkebord, en nedre og en øvre stigerørsfesteanordning og en arbeidsplattform; Fig. 4 viser jekkebordet i større målestokk; Fig. 5 viser jekkebordet fra en annen vinkel enn i fig. 4; Fig. 6 viser nedre del av strekkramma i større målestokk, hvor et deksel over den nedre stigerørsfesteanord-ningen er delvis gjennomskåret; Fig. 7 viser i tilnærmet samme målestokk stigerørsfestean-ordningen forsynt med deksel, idet dekselet omslut-ter et øvre parti av stigerøret; og Fig. 8 viser i mindre målestokk en øvre bjelke med to løf-teinnretninger, idet et frontdeksel er fjernet.

Det henvises først til fig. 1, hvor henvisningstallet 1 angir en flytende installasjon (her vist gjennomskåret) for lete-eller produksjonsboring etter hydrokarboner, idet den på kjent vis flyter delvis nedsenket under en havflate 3. In-stallasjonen 1 er forsynt med et boretårn 5 (her vist gjennomskåret) , et boredekk 7, en borestrengdrivenhet 9 som på kjent vis er bevegelig fastgjort til boretårnet 5 og instal-lasjonen 1 ved hjelp av et hivkompenseringssystem, idet bore-strengdrivenheten og hivkompenseringssysternet i det etterføl-gende er kalt hivkompensator med henvisningstallet 9. En håndteringsinnretning 11 er sammenkoplet med et stigerør 13. Stigerøret 13 fortsetter nedover i vannmassene og er sammenkoplet med en brønn (ikke vist) på havbunnen (ikke vist). Idet det heretter i det vesentlige vises til fig. 2-8, er håndteringsinnretningen 11 forsynt med en strekkramme 15 som omfatter to vertikale, parallelle føringer 17, en nedre sti-gerørsfesteanordning 19, et jekkebord 21 med en øvre stige-rørsfesteanordning 23, øvre og nedre rammeforbindelser 25, 27, 29 og to løftestagfester 30. Videre omfatter håndteringsinnretningen 11 to løftestag 31 (av fagpersoner kalt bailer) og en øvre bjelke 33a med to løftestagfester 34. Løftestagene 31 med løftestagfester 30, 34 utgjør i og for seg kjent teknikk.

Jekkebordet 21 omfatter en bordramme 33 som i det vesentlige er dannet av to horisontale, parallelle bjelker 35 og en tverrbjelke 37. To sideanlegg 38 er stivt forbundet med bord-rammas 33 bjelker 35, er komplementære til strekkrammas 15 føringer 17 og er innrettet til å gli langs føringene 17. En tilnærmet H-formet skyttelramme 39 er glidende opplagret i bjelkene 35. Den øvre stigerørsfesteanordning 23 er glidende opplagret på skyttelramma 39. Jekkebordet 21 er forsynt med en hydraulikksylinder 43 for forskyvning av stigerørsfeste-anordningen 23 på skyttelramma 39 og to hydraulikksylindere 45 for forskyvning av skyttelramma 39 i bordramma 33 (se fig. 4) . Hydraulikksylinderne 43, 45 er tilkoplet et i og for seg kjent hydraulikkanlegg (ikke vist) som omfatter drivmotor, pumpe, ventiler og oljeførende ledninger, formålstjenlig innbefattet låseventiler og slangebruddsventiler.

Føringene 17 er forsynt med hver sin løfteskrue 47 (se fig. 5) som er samrotert av en hydraulikkmotor (ikke vist) og om-fattende midler for låsing av bevegelsen, slik det i sin hel-het beskrevet i norsk patent NO 314361. Løfteskruene 47 er forbundet med jekkebordet 21 for vertikal forskyvning av jekkebordet 21 langs føringene 17.

Den nedre stigerørsfesteanordningen 19 omfatter to gripesek-sjoner 49, 49' som er glidende opplagret på en støtteramme

(ikke vist) og er innbyrdes forskyvbare idet de er forbundet ved hjelp av to hydraulikksylindere 51. Hydraulikksylinderne 51 er tilkoplet et i og for seg kjent hydraulikkanlegg (ikke vist) som omfatter drivmotor, pumpe, ventiler og oljeførende ledninger, formålstjenlig innbefattet låseventiler og slangebruddsventiler. Den nedre stigerørsfesteanordningen 19 er forsynt med et deksel 53.

Strekkramma 15 er forsynt med en arbeidsplattform 54.

Den øvre bjelken 33a er formet som et hus 55 som rommer to taljer 57 med hver sin krok 58 og tilhørende kjettinghus 59. Den øvre bjelken 33a er i tillegg til løftestagfestene 34 også forsynt med et rørformet øvre feste 61 med et gjengepar-ti 63 som er egnet til sammenkopling med hivkompensatoren 9. Den øvre bjelken 33a er også forsynt med sidedeksel 65 og in-speksjonsdeksel 67 (se fig. 2) .

Ved brønnintervenering bygges et stigerør 13 på et i og for seg kjent vis, idet stigerøret 13 henges av i boredekket 7 og senkes suksessivt ned mot brønnen etter hvert som nye rør-seksjoner skjøtes på. Idet stigerørets 13 nedre endeparti har nådd en posisjon like over brønninstallasjonen på havbunnen, tas håndteringsinnretningen 11 i bruk for å frigjøre stige-røret 13 fra boredekket 7 og å kople stigerøret 13 til hivkompensatoren 9, for derved å kunne senke stigerøret 13 ned til sammenkopling med brønninstallasjonen i en kontrollert bevegelse uten påvirkning av den flytende installasjonens 1 bevegelse forårsaket av vind og bølger.

Håndteringsinnretningen 11 koples sammen med hivkompensatoren

9 og reises opp i en vertikal, hengende stilling over boredekket 7. Håndteringsinnretningen 11 senkes ned over stigerø-ret 13 idet den nedre stigerørsfesteanordningen 19 tres ned over stigerørets 13 øvre endeparti. Gripeseksjonene 49, 49' føres ved hjelp av hydraulisk trykk i sylinderne 51 mot hver-andre til et fastholdende grep omkring stigerøret 13. Håndteringsinnretningen 11 heves eller senkes ved hjelp av hivkompensatoren 9 for å gi stigerøret 13 den foreskrevne posisjon eller strekkpåkjenning. En stigerørsseksjon som så skal skjøtes på stigerøret 13, for eksempel en utblåsingssikring (BOP) eller en seksjon som er egnet til innsetting av verktøy, for eksempel en pakkboks (lubricator), koples til en av taljene 57 via en av krokene 58 og løftes i oppreist stilling opp til jekkeramma 21 der stigerørsseksjonen gripes av den øvre stigerørsfesteanord-ningen 23 ved at denne posisjoneres ved jekkebordets 21 hyd-raulikksyl indere 43, 45 og løfteskruer 47. Stigerørsseksjonen posisjoneres deretter på det i den nedre stigerørsfesteanord-ningen 19 fastholdte stigerøret 13 ved hjelp av jekkebordets 21 styrte bevegelser og sammenkoples deretter med stigerøret 13 .

Verktøy som for eksempel skal føres inn i stigerøret 13 for brønnintervenering, løftes og posisjoneres ved hjelp av taljene 57.

Ved demontering av stigerørsseksjoner eller fjerning av brønnverktøy foregår operasjonene i motsatt rekkefølge.

Forflytting av stigerørsseksjoner utføres formålstjenlig ved fjernbetjening av taljene 57 og jekkebordet 21. Etter at en stigerørsseksjon eller et verktøy er posisjonert, kan personellet som foretar brønninterveneringen gjennomføre manuelle operasjoner fra strekkrammas 15 arbeidsplattform 54. I for-hold til såkalte wirelineoperasjoner ved brønnintervenering ifølge kjent teknikk oppnås det derved en redusert risiko for personell involvert i brønnintervensjonen, idet personellet kan unngå å arbeide under hengende last. Risikoen reduseres ytterligere ved at de tunge stigerørsseksjonene holdes i et fast grep i håndteringsinnretningen 11, slik at det ikke må-arbeides nær hengende last som kan settes i svingende bevegelse på grunn av bølge- og havstrømpåvirkning på installa-sjonen 1 eller på grunn av vind på boredekket 7.

Det er innlysende at oppfinnelsen ikke bare er begrenset til fastholding av borestreng 13 og borestrengseksjoner med sti-gerørsf esteanordninger av den art som er beskrevet her, men gjelder enhver art av stigerørsfesteanordninger, manuelt be-tjent eller fjernbetjent, integrert i en håndteringsinnretning ifølge oppfinnelsen.

Claims

1. Anordning ved håndteringsinnretning (11) for brønnin-tervenering, hvor håndteringsinnretningen (11) i en operativ stilling er løsgjørbart koplet til et stigerør (13) og til en hivkompensator (9) som er innrettet til å opprettholde et forordnet strekk i stigerøret (13), karakterisert ved at håndteringsinnretningen (11) omfatter: - en nedre stigerørsfesteanordning (19), - en i det vesentlige vertikal strekkramme (15) forsynt med minst to parallelle føringer (17), - et jekkebord (21) forsynt med en øvre stigerørsfeste-anordning (23) , - minst én strekkfast forbindelse (31) mellom strekkramma (15) og den ovenfor plasserte hivkompensator (9), idet jekkebordet (21) er bevegelig forbundet med de minst to parallelle føringene (17); minst den ene av de minst to parallelle føringene (17) omfatter midler (47) for bevegelse av jekkebordet (21) langs føringene (17); og jekkebordet (21) omfatter midler (43, 45) for å bevege den øvre stigerørsfesteanordningen (23) i horisontal retning langs minst én bevegelsesakse.

2. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at midlene (47) for å bevege jekkebordet (21) i vertikal retning omfatter én eller flere innretninger for blokkering av jekkebordets (21) bevegelse.

3. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at midlene (43, 45) for å bevege den øvre gripeanordningen (23) i horisontal retning omfatter én eller flere innretninger for blokkering av den øvre gripeanordningens (23) bevegelse.

4. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at den minst ene strekkfaste forbindelsen (31) mellom strekkramma (15) og hivkompensatoren (9) er sammenkoplet med hivkompensatoren (9) ved hjelp av en øvre bjelke (33a).

5. Anordning i henhold til krav 4, karakterisert ved at den øvre bjelken (33a) er forsynt med minst én løfteinnretning (57) for håndtering av et brønnverktøy.

6. Anordning i henhold til krav 4, karakterisert ved at den øvre bjelken (33a) er forsynt med minst én løfteinnretning (57) for håndtering av et brønnverktøy og at den minst ene løfteinnretningen ut-gjøres av en talje.

7. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at den minst ene strekkfaste forbindelsen (31) utgjøres av et strekkstag.

8. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at den nedre og den øvre stigerørsfes-teanordningen (19, 23) hver for seg er komplementære til ett eller flere stigerørsparti som er innrettet til å motta en radialt innoverrettet trykkraft og en aksial strekkraft.

9. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at midlene for å bevege jekkebordet (21) i vertikal retning og deres innretninger for blokkering av bevegelsen samt midlene for å bevege den øvre gripeanordningen (23) i horisontal retning og deres innretninger for blokkering av bevegelsen er innrettet for fjernbetjening.

10. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at den nedre og den øvre stigerørsfes-teanordningen (19, 23) er innrettet for fjernbetjening.

11. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at håndteringsinnretningen er forsynt med én eller flere arbeidsplattformer (54).

12. Framgangsmåte for brønnintervensjon, hvor en håndteringsinnretning (11) ifølge krav 1 i en operativ stilling er innrettet til løsgjørbar tilkopling til et sti-gerør (13) og til en hivkompensator (9) som er innrettet til å kunne opprettholde et forordnet strekk i stigerøret (13), karakterisert ved at framgangsmåten omfatter trinnene: - etablering av et stigerør (13) mellom et område umiddelbart over en brønninstallasjon på havbunnen og en boreinstallasjons (1) boredekk (7), idet et øvre stige-rørsparti rager opp gjennom boredekket (7), - fastgjøring av stigerøret (13) til boredekket (7), - sammenkopling av håndteringsinnretningen (11) og en over boredekket seg befinnende virksom hivkompensator (9) , - sammenkopling av håndteringsinnretningen (11) og det øvre stigerørspartiet ved at håndteringsinnretningen (11) senkes ned mot stigerøret (13) og en nedre stige-rørsfesteanordning (19) fastgjøres til stigerøret (13), - hivkompensatoren (9) løftes idet borestrengen (13) frigjøres fra boredekket (7), - en eller flere stigerørsseksjoner, enkeltvis eller sammenføyd, løftes ved hjelp av en løfteinnretning (57) inntil et parti av stigerørsseksjonen(e) egnet for fastholdelse befinner seg ved et jekkebord (21) anordnet i håndteringsinnretningen (11), - en øvre stigerørsfesteanordning (23) anordnet i jekkebordet (21) føres til inngrep med og fastholdelse av stigerørsseksjonen(e), - stigerørsseksjonen(e) frigjøres fra den øvre løfte-innretningen (23), og - stigerørsseksjonen(e) senkes ned mot det av håndte-rings innretningens (11) nedre stigerørsfesteanordning (19) fastholdte stigerør (13) ved at jekkebordet (21) føres langs håndteringsinnretningens (11) vertikale fø-ringer (17), hvoretter stigerørsseksjonen(e) sammenføy-es med stigerøret (13) og frigjøres fra den øvre stige-rørsfesteanordningen (23); og - stigerøret (13) senkes til kontakt med brønninstalla-sjonen på havbunnen og sammenkoples med denne.

13. Framgangsmåte i henhold til krav 12, karakterisert ved at løfteinnretningen (57) er anordnet i en øvre bjelke (33a) som er anordnet i håndteringsinnretningen (11) .

14. Framgangsmåte i henhold til krav 12 og 13, karakterisert ved at framgangsmåten ytterligere omfatter innsetting av ett eller flere verktøy i stige-røret (13) ved at verktøyet/verktøyene settes på plass i stigerøret (13) ved hjelp av løfteinnretningen (57).