NO324260B1 - System og fremgangsmåte for å trekke en plugg i en undervanns produksjonsmanifold. - Google Patents

Description

Metode og anordning for å trekke plugger i produksjonstrær på havbunnen.

Bakgrunn:

I havbunnsbrønner som er kompletterte med såkalte horisontale juletrær, er det installert plugger på innsiden av den øvre delen av produksjonsrørets avhengingselement. Disse pluggene er installert ved hjelp av en vaierline / kabel samt vaierlineverktøy i kompletteringsfasen av operasjonen. Pluggene danner trykkbarrierer mellom sjøen og brønnens hovedproduksjonsrør. Før brønnens indre løp kan bli tilgjengelig for verktøy eller pumpeoperasjoner ved brønnintervensjon, eller andre operasjoner utført med verktøy inne i produksjonsrøret må disse pluggene først fjernes. Når disse pluggene fjernes må man ha trykk-kontroll og trykkbarrierer for å kunne utføre en sikker intervensjon.. Nåværende metoder krever utstyr for trykk-kontroll for kabeloperasjon slik som Lett Intervensjon System (LIS) eller en komplett høytrykks-(HP) kompletteringsriser inne i det marine borestigerøret samt havbunnsplassert utblåsningsventil (drilling BOP), hvor høytrykks-riseren er tilkoblet til boreriggens krok-kompensatorsystem og utstyr for trykksatte kabeloperasjoner (Wireline BOP) er installert på toppen av HP-kompletteringsrisem. Nåværende metoder for trekking av plugger med det nødvendige utstyr har vist seg å være tidkrevende og kostbare på grunn av mobiliseringen av mannskap og utstyr, forberedelser på riggen og den nødvendige riggtiden benyttet ved installasjon samt testing og kjøring av slike systemer. Oppfinnelsen vedrører en ny fremgangsmåte og apparat for å redusere kostnaden og kompleksiteten når plugger må trekkes.

Beskrivelse av dagens metoder for å trekke plugger

Det finnes etablerte system og fremgangsmåter for å trekke plugger og drepe brønner som allerede er i bruk. Disse fremgangsmåtene kjennetegnes ved at det må etableres høytrykkskommunikasjon mellom en samling ventiler anordnet på toppen av produksjonsmanifolden (juletreet) ved havbunnen og en andre smaling ventiler på overflaten. En høytrykksriser må anordnes mellom ventilsamlingene slik at trykk-kommunikasjonen er opprettholdt. Denne typen utstyr er nødvendig for å håndtere trykk ved underbalanserte operasjoner hovedsaklig i brønner. Systemene slik de fungerer idag er tungvinte og kostbare å installere å bruke, særlig for relativt korte og begrensede operasjoner som det er å trekke plugger i brønner. Man kan definere slikt utstyr som landestreng og lett intervensjonsutstyr og utstyret etableres inne i et borestigerør og på den havbunnsplasserte utblåsningsventil (BOP). En annen fremgangsmåte er å senke ned et såkalt Lett Intervensjons System (eng: Light intervention system (LIS)), hvor systemet er forsynt med ventiler og utblåsningsventiler, og hvor et høytrykkstigerør er anordnet på systemet slik at trykkintegritet etableres fra overflaten og ned til brønnen.

US6719059 beskriver en fremgangsmåte og en anordning for installering og opptrekking av en plugg i en dypvannsbrønn.

Systemene som benyttes fordrer imidlertid flere dager på å installeres, og er dermed svært tidkrevende og kostbare i bruk.

Kort sammendrag av oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelse søker å løse de ovennevnte problemer i den kjente teknikk og omfatter en fremgangsmåte for trekking av en plugg i rørhenget på en horisontal produksjonsmanifold med en rørlengde, hvor verktøyet er anordnet inne i en utblåsningssikring for boring (BOP), hvor en omsluttingsventil i den samme utblåsingssikring for boring omsluttes rundt verktøyet, hvor en trykktest utføres på brønnen nedenfor verktøyet og den lukkede omslutningsventil, hvor den indre stempelstang av verktøyet er senket ned for å samvirke med og frigjøre pluggen uten å bevege det ytre stempelhuset i forhold til omsluttingsventilen på den havbunnsplasserte utblåsningssikring, trekking av pluggen fri fra sitt sete og dermed oppnå en væskekommunikasjonsbane fra riggen gjennom rørlengden og verktøyet inn til utblåsningssikring for boring (BOP) under den stengte omslutningsventilen videre gjennom senter av produksjonsrørhengeren inn i produksjonsrøret til brønnen.

Figuriiste

De vedlagte figurer er kun illustrative, og skal på ingen måte kunne tolkes begrensende for oppfinnelsen, som kun skal være begrenset av de vedlagte krav.

Fig. 1 viser en generell oversikt over konseptet som beskrevet i den foreliggende oppfinnelsen, omfattende et havbunnsplassert horisontalt såkalt juletre (1) tilkoblet til en rigg (12) vha et stigerør (11). På toppen av juletreet er anordnet en subsea BOP (10) omfattende et antall omslutnings/stengeventiler (13). Fra riggen løper et rør (15), hvor nær rørets (15) nedre ende er anordnet en innvendig stempelstang (22). Ved rørets nedre ende er videre utvendig anordnet et utvendig sylinderhus (20) og en såkalt smultring (21). Videre er anordnet på stempelstangens nedre ende et gripe- og frigjøringsverktøy (16) for en plugg (17) i brønnen. Videre kan sees drepe- og strupelinjer (18) og (19) sees anordnet fra riggen (12).

Fig. 2 viser en skjematisk fremstilling av pluggtrekking hvor kan sees verktøyet (16), pluggen (17) og omsultningsventilen (13). Fig. 3 viser en detaljert beskrivelse av verktøyet (16) omfattende stempelstangen (22), første forseglingselementer (23), sirkulasjonsporter (25), glidehylse (26) en første og en andre forseglingssone (28,29).

En beskrivelse av en foretrukket utførelse av den nye metoden og utstyret for å trekke plugger.

Metoden og apparatet er basert på bruk av en nedre utblåsningsventil (BOP stack) (10) for boring og et standard lavtrykks marint stigerør (11) som er koblet til boreriggen (12). Utblåsningsventilen (10) skal danne hovedbarrieren som benyttes i denne operasjonen. Det nye utstyret omfatter et konsentrisk rør, med et utvendig sylinderhus (20) som er konstruert slik at en omsluttningsventil (rørventil) (13) i den nedre utblåsningsventilen

(10) kan bli stengt om denne. I den nedre delen av sylinderhuset (20) er det integrert en såkalt "smultring" (21) med en utvendig diameter som er større enn diameteren på selve sylinderhuset (20). Denne smultringen er innrettet til å forhindre at sylinderhuset (20) blir presset opp ved trykkpåsetting i brønnen under den stengte omsluttingsventilen (13) og videre innrettet til å sentrere verktøyet i den nedre utblåsningsventilen (BOP). I det ytre huset er det en stempelstang (22) som trenger gjennom en trykktett sammenstilling med pakninger (23) fig(3), igjennom hvor stangen (22) kan gli og likevel fremdeles ha en trykktett barriere mellom stangens (22) ytre diameter og sylinderhusets indre diameter. Den innvendige stangen (22) er tilkoblet rør (15) som løper tilbake til riggen (12) i den øvre enden og kan føres opp og ned mens det ytre sylinderhuset (20) holdes på plass ved hjelp av omslutningsventilen (13) i utblåsningsventilen (10) (13). Den nedre enden av stempelstangen (22) er koplet til et gripe- og frigjørings verktøy (16) for å trekke og sette plugger (17) i produksjonsrørets avhengingselement. Den øvre enden av stempelstangen (22) er koplet til borerør eller lignende rør (15) som kan benyttes til å transportere utstyret ned til den nedre utblåsningsventilen (10) og tilbake til overflaten.

Bruk av det nye apparatet.

Apparatet er koplet til bunnen av borerøret og et gripe- eller frigjøringsverktøy (16) for pluggen (17) er koplet til den nederste delen av verktøyets indre stang. Vertøyet (16) blir ført inn i den nedre utblåsningsventilen (10) på havbunnen ved hjelp av rør eller rørlengder som skrus sammen og senkes ned i det marine borestigerøret (11). På korrekt dybde, vil en av røromslutnirigsventilene (13) i den nedre utblåsningsventilen (10) bli stengt mot den ytre sylinderhuset (20) med lavt omslutningstrykk. Mens omslutningsventilen (13) stenges rundt sylinderhuset (20) blir røret hevet (15) inntil den trykktette smultring har blitt dratt opp til sin korrekte posisjon rett under den stengte røromslutningsventilen. Når riktig posisjon er nådd vil stengetykket på omslutningsventil bli øket til normalt operasjonstrykk for å holde sylinderhuset (20) i posisjon. Dette gjøres for å forhindre hindre senere bevegelse av røret (15) med verktøyet (16) når det påsettes trykk under apparatet.

Gripe- eller frigjøringsverktøy (16) plugger vil så bli trykktestet fra undersiden ved å påføre trykk igjennom drepelinjen (18) til utblåsningsventilen (BOP) og / eller gjennom sentrum av borerøret/røret. En trykktest gjennomføres for å verifisere at en trykkbarriere kan etableres både på utsiden av apparatet under den stengte røromslutningsventilen samt internt i verktøyet.

Røret (15) og den innvendige stempelstangen (22) vil så bli senket gjennom det trykktette sylinderhuset (20) som er holdt på plass av omslutningsventilen (13) i utblåsningsventilen (10). Gripe- og utløsningsmekanisme som er påsatt på nedre ende av apparatet kan nå senkes ned slik at den lander på fiskenakken til selve pluggen (17). Utløsningsmekanismen aktiveres med hydraulisk trykk gjennom borerøret som løser pluggen (17) fra sitt festepunkt når boret begynner å pumpe. Pluggen (17) kan deretter trekkes ut fra sitt sete ved å trekke opp på borerøret (11) og slik løfte pluggen (17) fra sitt sete.

På dette stadiet er brønnen åpen til overflaten gjennom borerøret (11) og om nødvendig gjennom drepe- eller strupelinje (18,19) på utblåsningsventilen, gjennom rørhenget og inn i brønnen. Ved å pumpe gjennom borerøret (11) og / eller drepe- eller strupelinjen (18) (19) og inn i brønnen, gjennom produksjonsrøret i produksjonsmanifolden (1) kan brønnen nå drepes med tilstrekkelig tunge væsker som kan overvinne det maksimale hydrauliske trykket i brønnen i produksjonsrøret og i formasjonen. Når brønnen er drept og trykket i brønnen er 0 på overflaten/riggen, vil borerøret bli løftet slik at når verktøyet er i sitt øverste nivå, vil omsluttingsventil (13) i utblåsningssikring (10) bli åpnet og pluggen (17) og verktøyet (16) kan løftes til overflaten.

Fremgangsmåten og verktøyet.

Denne nye metoden og dette verktøyet (16) beskriver en sikker og effektiv måte for å trekke og fjerne en plugg (17) anordnet i rørhengeren på en brønn med rør (borerør eller andre rør), samtidig som man kan opprettholde full trykkintegritet og ha mulighet til å drepe brønnen hydraulisk i samme omgang og før pluggen (17) har blitt trukket til overflaten, og hvor utblåsningsventilen (10) og det marine borestigerøret er blitt installert på toppen av det undersjøiske juletreet (1). Selve pluggens (17) utløsningsmekanisme i enden av stempelstangen og apparatet er ikke en del av oppfinnelsen, men er en integrert del av verktøystrengen for denne operasjonen.

En annen del av oppfinnelsen er det sekundære tettingselementet som kan etableres når stempelstangen er helt sammentrukket. (Fig3) I tilegg til tettingselementene (23) mellom den indre stempelstang (22) og det ytre sylinderhuset (20), kan en sekundær tetningsflate (28) bli dannet med metall-til-metall tetting, ved hjelp av metalltettingsringer eller andre metoder når stempelstangen (22) er fullstendig sammentrekt og tettingsflaten (29) er i fullstendig samvirke med tettingsflaten i den nedre delen av sylinderhuset (20) (21).

Hovedfordelen med denne metoden og dette verktøyet er at når trykkbarrieren mot brønnen har blitt innvendig etablert i BOP'en, vil det ikke være nødvendig med tilleggskraft eller hydraulisk trykk for å holde verktøyet i operasjon annet enn gravitasjonskraft eller rett drag. Andre metoder vil kreve trykkvedlikehold gjennom hele perioden barrieren er etablert. I tillegg vil den store diameteren på "smultringen" (21) i enden av verktøyet virke som en sentreringsanordning slik at den indre stempelstangen (22) med trekkeverktøy vil bli sentrert i brønnen, slik at pluggen kan påkobles med gripe/løpeverktøyet. I bunnen av stempelstangen (22) finnes det sirkulasjonsporter (25) som er dekket av en glidehylse (eng:sliding sleeve) (26) når stempelstangen kjøres nedover for å påkoples pluggen. Når pluggen er påkoplet og stempelstangen trukket opp, vil glidehylsen bevege seg nedover og eksponere sirkulasjonsportene (25) slik at et stort areal vil være tilgjengelig for pumpings- og brønndrepingsoperasjonen.

Claims (13)

1. Et system for trekking av en plugg (17) i et røravheng i en petroleumsbrønn, karakterisert ved at systemet omfatter en stempelstang (22) hvor stempelstangen (22) er innrettet til å kunne gli igjennom et utvendig sylinderhus (20) omsluttende stempelstangen (22), hvor en hylse (21) er anordnet omsluttende sylinderhuset (20) om sylinderhusets (20) nedre ende, hvor stempelstangen (22) er innrettet til å festes på en stang eller et rør (15), hvor stangen eller røret (15) er innrettet til å løpe fra en rigg (12) hovedsakelig over petroleumsbrønnen gjennom et stigerør (11) fra riggen (12) mot brønnen, hvor en utblåsningsventil (10) er anordnet over brønnen, hvor utblåsningsventilen (10) omfatter minst en lukke- og / eller omslutningsventil (13) hvor stempelstangen (22) i dets nedre ende omfatter et verktøy (16), hvor verktøyet (16) er innrettet til å kunne være i inngripen med pluggen (17), hvor omslutningsventilen (13) er innrettet til å gripe om sylinderhuset (20) slik at en trykktett barriere opprettes mellom den øvre og nedre del av sylinderhuset (20), hvor stempelstangen (22) med verktøyet (16) er innrettet til å gli gjennom sylinderhuset (20), slik at verktøyet kommer i inngripen med pluggen (17), hvorpå stempelstangen (22) med vertkøyet (16) og pluggen (17) er innrettet til å trekkes.

2. Et system ifølge krav 1 hvor stempelstangen (22), det utvendige sylinderhuset (20) og hylsen (21) er konsentriske.

3. Et system i følge krav 1 hvor stangen eller røret (15) er en borestreng

4. Et system i følge krav 1 hvor stangen eller røret (15) er en vaier eller slick-line.

5. Et system i følge krav 1 hvor hylsen (21) er innrettet til å sentrere systemet i stigerøret (11).

6. Et system i følge krav 1 hvor forseglingselementer (23) er anordnet mellom stempelstangen (22) og sylinderhuset (20).

7. Et system i følge krav 1 hvor omslutningsventilen (13) er av typen pipe-ram.

8. Et system i følge krav 1 hvor en eller flere sirkulasjonsporter (25) innrettet til sirkulasjon av borevæske, er anordnet nær stempelstangens (22) nedre ende

9. Et system ifølge krav 8, hvor en eller flere glidehylser (26), hvor glidehylsene (26) er innrettet til å stenge sirkulasjonsportene (25) ved nedføring av stempelstangen (22), og videre innrettet til å avdekke sirkulasjonsportene (25) når stempelstangen (22) føres opp.

10. En fremgangsmåte for trekking av en plugg (17) i en horisontal produksjonsmanifold(1) i en brønn, hvor pluggen (17) er innrettet til å kunne trekkes ved bruk av et system omfattende en stempelstang (22), en hylse (21), et utvendig sylinderhus (20) samt et verktøy (16), hvor verktøyet (16) omfatter elementer til inngripen med pluggen (17), karakterisert ved følgende steg: - anordning av systemet på et rør eller en stang (15), - nedsenkning av systemet på røret eller stangen (15) fra en rigg (12) på sjøoverflaten igjennom et stigerør (11), hvor stigerøret (11) løper fra riggen (12) og ned til en nedre utblåsningsventil (10) over brønnen, hvor den nedre utblåsningsventilen (10) omfatter minst en omslutnings- eller lukkeventil (13), - føring av systemet med verktøyet (16) gjennom minst en av ventilene (13) i den nedre utblåsningsventilen (10) slik at hylsen (21) er nedenfor ventilen (13) samtidig som lukkeventilen (13) er i posisjon slik at den kan gripe om sylinderhuset (20), - lukking av ventilen (13) om sylinderhuset (20) slik at en trykktett barriere dannes og sylinderhuset (20) med hylsen (21) holdes i posisjon, - føring av stempelstangen (22) med verktøyet (16) mot pluggen (17), - festing av verktøyet (16) i pluggen (17), - opptrekking av stempelstangen (22) med verktøyet (16) og pluggen (17), - tilbakeføring av ventilen (13) og påfølgende opptrekking av røret eller stangen (15) til riggen (12).

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, hvor ventilen (13) først lukkes om sylinderhuset (20) med lavt omslutningstrykk, hvorpå røret (15) heves inntil hylsen (21) er i posisjon like under ventilen (10), hvorpå fullt omslutningstrykk påføres ventilen (13).

12. Fremgangsmåten ifølge krav 10, hvor en trykktest utføres på over og undersiden av ventilen (13).

13. En fremgangsmåte ifølge krav 10, hvor i steget etter at pluggen (17) er trukket, trykket i brønnen utlignes ved nedpumpning av fluider i brønnen.