NO325533B1

NO325533B1 - Ringromsventil for ror

Info

Publication number: NO325533B1
Application number: NO20032374A
Authority: NO
Inventors: Stephen P Fenton; Jon E Hed; Robert N Rogers
Original assignee: Vetco Gray Inc
Priority date: 2002-06-05
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2008-06-09
Also published as: BR0301954B1; NO20032374L; NO20032374D0; GB0312273D0; GB2389599B; GB2389599A; US20030226666A1; SG107658A1; US6840323B2; BR0301954A

Description

Ringromsventil for rør

Den foreliggende oppfinnelsen angår undersjøiske brønnhodesystemer og spesielt en rørhenger med en ringromspassasje og en ringromsventil med egenskaper som gjør testing enklere.

Bakgrunn

En typisk undersjøisk brønnhodesammenstilling har et høytrykks brønnhodehus støttet i et lavtrykks brønnhodehus og er festet til foringsrør som strekker seg inn i brønnen. Ett eller flere foringsrøroppheng er anbrakt i brønnhodehuset, foringsrøropphenget er anbrakt ved den øvre ende av en rørstreng som strekker seg inn i brønnen til en dypere dybde. En rørstreng strekker seg gjennom foringsrøret for produksjonsfluid. Et juletre eller produksjonstre er montert til den øvre enden av brønnhodehuset for å styre brønnfluidet. Produksjonstreet er typisk en stor, tung sammenstilling med et antall ventiler og reguleringsinnretninger montert på denne.

En type tre, som enkelte ganger kalles "konvensjonelle", har to boringer, hvor det ene av disse er produksjonshallet og det andre er adgangshullet for ringrommet rundt produksjonsrøret. I denne typen brønnhodesammenstilling er rørhengeren anbrakt i brønnhodehuset. Rørhengeren har to passasjer gjennom seg, den ene er produksjonspassasjen og den andre er en ringromspassasje som er forbundet med ringrommet rundt produksjonsrøret. Adgangen til ringrommet rundt produksjonsrøret er nødvendig for å sirkulere fluid ned produksjonsrøret og opp gjennom ringrommet rundt produksjonsrøret eller omvendt, enten for å drepe brønnen eller for å sirkulere ut tyngre fluid under brønn-komplettering. Etter at rørhengeren er installert og før stigerøret er fjernet for installasjon av treet, er plugger midlertidig plassert i passasjene til rørhengeren. Treet har isolasjonsrør som er stukket til inngrep med passasjene i rørhengeren når treet anbringes på brønnhode-huset. Denne typen tre anvendes vanligvis på et brønnkompletteringsstigerør som har to rørstrenger. I et brønnkompletteringsstigerør med to rørstrenger strekker den ene strengen seg fra produksjonspassasjen hos treet til overflatefartøyet, mens det andre strekker seg fra ringromspassasjen hos treet til overflatefartøyet. Det er imidlertid tidkrevende å sette sammen og drive et slikt brønnkompletteringsstigerør med to rørstrenger. Borefartøyene behøver heller ikke ha slike brønnkompletteringsstigerør tilgjengelig, noe som krever at det leveres på utleiebasis.

I en annen type tre, som enkelte ganger kalles "horisontalt" tre, er det kun en enkelt boring i treet, dette er produksjonspassasjen. Treet anbringes før rørhengeren installeres, så senkes rørhengeren og anbringes i treet. Rørhengeren senkes gjennom stigerøret, som typisk er bore-stigerør. Adgang til ringrommet rundt produksjonsrøret er tilgjengelig gjennom strupeledninger og drepeledninger hos bore-stigerøret. Rørhengeren har ikke noen ringromspassasje gjennom seg, men et omløpsrør strekker seg gjennom treet til et hulrom plassert over rørhengeren. Dette hulrommet er forbundet med strupe- og drepeledningene når utblåsningssikringen lukkes på løpestrengen hos rørhengeren. I dette systemet settes treet på et borerør, for med dette å hindre at boretårn på boreriggen blir anvendt på en annen brønn mens treet settes.

I et annet og mindre vanlig type brønnhodetsystem er en konsentrisk rørhenger anbrakt i brønnhodehuset på samme måte som en konvensjonell brønnhodesammenstilling. Rørhengeren har en produksjonspassasje og en ringromspassasje. Imidlertid er produksjonspassasjen konsentrisk med aksen til rørhengeren, heller enn litt forskjøvet som hos konvensjonelle rørhengeret. Treet har ikke vertikale ringromspassasjer gjennom seg, dermed er ikke et brønnkompletteringsstigerør påkrevet. Følgelig kan treet settes på et enhullet stigerør. En ringromsventil er plassert i rørhengeren siden en plugg ikke midlertidig kan installeres og hentes fra ringromspassasjen med denne typen tre.

Vanligvis er ringromsventilen en kontrollventil som hindrer oppoverrettet strømning, som kan oppstå gjennom ringrommet rundt produksjonsrøret, men som tillatter nedoverrettet strømning. En ulempe er at en ikke enkelt kan teste en kontrollventil for ringrommet rundt produksjonsrøret for å bestemme hvorvidt den er ordentlig lukket. Det er kommet forslag om å anvende en ringromsventil som er hydraulisk aktivert og som kan testes ovenfra. Imidlertid krever disse forslagene hydrauliske passasjer i rørhengeren, som tar opp rom og som øker kompleksiteten hos rørhengeren.

Fra NO 310 156 er det kjent undervanns brønnhode og produksjonsrørhenger til bruk i et slikt brønnhode.

Fra US 6 378 613 er det kjent et undersjøisk ventiltre med stor boring og røroppheng. Fra US 5 143 158 er det kjent et undervanns brønnhodehussom omfatter en rørhenger.

Fra CA 2 199 301 er det kjent et ringroms-adkomstventilsystem med både hydraulisk og mekanisk aktiveringssystem.

Fra US 4 449 583 er det kjent brønnanordninger med en ringformet kontrollventil og hydraulisk bypass.

Fra NO 312 477 er det kjent ringroms-adkomstventilsystem med både hydraulisk og mekanisk aktiveringssystem.

Oppfinnelsen

En undersjøisk brønnsammenstilling i samsvar med oppfinnelsen er angitt i patentkrav 1. Ytterligere detaljer ved brønnsammenstillingen er angitt i patentkrav 2-9.

En fremgangsmåte for setting av en rørstreng og testing av en ringromsventil i en brønnhodesammenstilling er angitt i patentkrav 10. Ytterligere detaljer ved fremgangsmåten

er angitt i patentkrav 11-13.

Den undersjøiske brønnhodesammenstillingen i samsvar med oppfinnelsen utnytter en vesentlig konsentrisk rørhenger og et lettvekts tre, som ikke krever setting av et fullførings-stigerør med to rørstrenger. Treet kan effektivt settes på en løfteledning eller en kabel, selv om den også kan settes på et lettvekts stigerør med mindre diameter. Treet er enhullet, uten noen ringromspassasje som strekker seg vertikalt gjennom det. Ringromsadgangen er heller fremskaffet med en passasje som fører til en utvendig sidedel av treet for kobling til en ekstern leder.

Rørhengeren er anbrakt i brønnhodehuset i den foretrukne utførelsesformen. Rørhengeren har en produksjonspassasje som flukter med produksjonspassasjen til treet når treet anbringes. Et isolasjonsrør strekker seg fra treet inn i rørhengeren for forbindelse av produksjonsrøret med produksjonspassasjen i treet.

Rørhengeren har fortrinnsvis også en forskjøvet ringromspassasje. Ringromspassasjen er forbundet med ringrommet rundt produksjonsrøret med et tomrom som omgir isolasjons-røret over rørhengeren. En ringromsventil er plassert i den øvre enden av ringromspassasjen for selektiv blokkering av forbindelsen mellom tomrommet og ringromspassasjen. Ringromsventilen hos den foretrukne utførelsesformen har en primær dynamisk metall-til-metalltetning for økt holdbarhet.

Ringromsventilen omfatter et flyttbart organ som kan flyttes mellom en åpen posisjon og en lukket posisjon. Fortrinnsvis er bevegelsen vertikal, med den åpne posisjonen under den lukkede posisjonen. Fortrinnsvis er hele den hydrauliske kretsen for flytting av ventilen mellom den åpne og lukkede posisjonen anbrakt utvendig i forhold til rørhengeren. Ventilen beveger seg til den åpne posisjonen som svar på et inngrepsorgan hos setteverktøyet for rørhengeren, og deretter et inngrepsorgan hos treet. En retensjonsanordning holder ventilen i lukket posisjon. Dette tillater testfIuidtrykket å anvendes ovenfra ringromspassasjen uten å forårsake at ventilen skifter til åpen posisjon. Når inngrepsorganet griper inn i det flyttbare organet hos ventilen, løsner retensjonsanordningen.

Eksempel

Oppfinnelsen vil i det etterfølgende bli detaljert beskrevet med henvisning til de vedlagte tegningene, hvor Fig. 1A og 1B omfatter vertikale delriss av en del av en brønnhodesammenstilling som er konstruert i samsvar med oppfinnelsen.

Fig. 2 viser et forstørret delriss av en del av brønnhodesammenstillingen i Fig. 1.

Fig. 3 viser et forstørret delriss av en del av brønnhodesammenstillingen i Fig. 1A og 1B, men vist i et annet snittplan for å illustrere en ringromsventil i en lukket posisjon. Fig. 4 viser et forstørret delriss av ringromsventilen i Fig. 3, vist i en åpen posisjon og i

inngrep med inngrepsorganet hos produksjonstreet.

Fig. 5 viser et forstørret delriss av ringromsventilen i Fig. 3, vist i en lukket posisjon mens setteverktøyet for rørhengeren er koblet til rørhengeren.

Fig. 6 viser et delriss av ringromsventilen i Fig. 4, men i en lukket posisjon.

Det henvises til Fig. 1B hvor en nedre del av en brønnhodesammenstilling 11 omfatter en ytre eller lavtrykks brønnhodehus 13 som plasseres på havbunnen og som festes til en streng av rørledning 15 med stor diameter som strekker seg inn i brønnen. I denne utførelsesformen er en første foringsrørstreng 17 opphengt på en nedre ende av den ytre brønnhodesammenstillingen 13 ved hjelp av en henger 19. Imidlertid er ikke foringsrøret 17 og hengeren 19 alltid opphengt fra det ytre brønnhodehuset 13 og kan i mange tilfeller elimineres.

Et indre eller høytrykks brønnhodehus 21 er anbrakt i og støttet innenfor boringen til det ytre brønnhodehuset 13. Det indre brønnhodehuset 21 er anbrakt ved den øvre enden av en foringsrørstreng 23 som strekker seg gjennom foringsrøret 17 til en større dybde. Det indre brønnhodehuset 21 har en boring 25 med minst en henger 27 plassert deri. Foringsrørhengeren 27 er tettet inne i boringen 25 og festet til den øvre enden av en foringsrørstreng 29 som strekker seg gjennom foringsrøret 23 til en større dybde. I denne utførelsesformen er en rørhenger 31 anbrakt innenfor boringen 25 hos det indre brønnhode-huset 21. Spesielt er rørhengeren 31 anbrakt innenfor foringsrørhengeren 27. Rørhengeren 31 er tettet mot foringsrørhengeren 27 og festet til den øvre enden av en streng med produksjonsrør 33. Rørhengeren 31 har en produksjonspassasje 32 som er koaksial med røret 33.

Det henvises til Fig. 2, hvor boringen 25 har en nedre del 25a som har en mindre diameter enn den øvre delen 25b. Dette resulterer i en konisk, generelt oppoverrettet overgangsdel eller skulder 25c plassert mellom delene 25a og 25b. Den øvre delen 25b hos boringen i brønnhodehuset har en rillet profil 35 dannet i seg, over rørhengeren 31. Profilen 35 er plassert en kort avstand under en kant 37, som er den øvre enden av det indre brønnhodehuset 21.

Som vist i Fig. 1A har et juletre eller et produksjonstre 39 en nedre del som stikkes ned i brønnhodehuset 21. Produksjonstreet 39 har en produksjonspassasje 41 som strekker seg gjennom dette som har en utløpsport 41a som strekker seg sideveis utover. Produksjonstreet 39 har et isolasjonsrør 43 som henger nedover fra sin nedre ende og som stikker tettende inn i produksjonspassasjen 32 hos rørhengeren 31. Den nedre enden av produksjonstreet 39 strekker seg inn i boringen 25 hos det indre brønnhodehuset 21 til boringens overgangsdel 25c (Fig 2).

Det henvises igjen til Fig. 2, hvor et orienteringsorgan 44 er en del av og strekker seg oppover fra rørhengeren 31. En orienteringshylse 46 med en helisk overflate festes til den nedre enden av produksjonstreet 39. Når treet 39 senkes inn i brønnhodehuset 21 griper orienteringshylsen 46 inn i orienteringsorganet 44, for slik å dreie produksjonstreet 39 og orientere det i ønsket retning i forhold til rørhengeren 31.

Treet 39 omfatter en koblingssammenstilling for festing av denne til et brønnhodehus 21. Koblingssammenstillingen omfatter et koblingslegeme 45 som har en nedoverrettet skulder 47 som er anbrakt på kanten 37. Koblingslegemet 45 er fast festet til treet 39. En tetning 49 tetter mellom kanten 37 og skulderen 47. Koblingslegemet 45 strekker seg også nedover inn i brønnhodehuset 21. Et låseelement 51 er anbrakt ved den nedre enden av koblingslegemet 45 for en inngrepsprofil 35. Låseelement 51 kan være av ulike typer. I denne utførelsesformen omfatter låseelementet 51 en ytre splittring som har en motsvarende profil til profilen 35. Et flertall haker 35 plassert på den indre diameteren til låseelementet 51 skyver låseelementet 51 radialt utover når det beveges av en kamhylse 55. Kamhylsen 55 beveger seg aksialt og er hydraulisk drevet av hydraulisk fluid levert til et stempel 57.

Koblingssammenstillingen har en utvidet del, eller en holdedel, 59 som strekker seg nedover fra koblingslegemet 45 i denne utførelsesformen. Den utvidede delen 59 er plassert over og festet til orienteringshylsen 46. En ring 60 er gjenget til den ytre diameteren av den utvidede delen 59 for holding av låseelementet 51 og hakene 53 med koblingslegemet 45. Vekselvis kan haker 53 anvendes for å gripe inn i profilen 35 og låseelement 51 kan utelates. I dette tilfellet kan vinduer fremskaffes for hakene i koblingslegemet 45, og den utvidede delen 59 og ringen 60 kan dannes integrert sammen med koblingslegemet 45.

Det henvises til Fig. 1A hvor en styringsfluidpassasje 61 strekker seg gjennom treet 39 til en utvendig sidedel for forsyning av styringsfluid. Selv om det ikke er vist, er det flere av disse passasjene, og de fører til koblingsrør på den nedre enden av treet 39. Koblings-rørene er stukket inn i motsvarende passasjer på den øvre enden av rørhengeren 31. Disse passasjene fører til hydrauliske styringsledninger som ikke er vist, men som strekker seg under rørhengeren 31 på utsiden av produksjonsrøret 33. Disse styringsledningene fører til utstyr i rørstrengen nede i brønnhullet, slik som en sikkerhetsventil og en glidehylse nede i brønnhullet.

Minst en ventil er montert til produksjonstreet 39 for styring av fluidstrømmen. I den foretrukne utførelsesformen omfatter ventilene en hovedventil 63 og en kroneventil 65 plassert i produksjonspassasjen 41. En vingventil 67 er montert til en port 41a. Den hydrauliske aktuatoren 68 for vingventilen 67 er vist. Ventilene 63 og 65 kan enten være hydraulisk aktivert eller mekanisk aktivert (typisk ved hjelp av en ROV). Vingventilen 67 er koblet til en strømningsledersløyfe 69 som fører over til en strømningslederkobling 71 på den motsatte siden som vist i Fig. 1B. Strømningslederkobleren 71 vil koble til en strømningsleder 73 som typisk fører til et samlerør eller undersjøisk prosesseringsutstyr. I denne utførelsesformen er strømningslederen 73 montert til en vertikal føringspinne 75 som er stukket inn i en trakt 77. Trakten 77 er støttet fra treet 39 med en arm 79. Andre typer koblinger til strømningslederkobleren 71 kan også anvendes.

Det henvises igjen til Fig. 1 A, hvor treet 39 har en spindel 81 på sin øvre ende som stikker oppover. Spindelen 81 er tilpasset i størrelse for mottak av en kobling for kobling til et lettvekts stigerør med mindre diameter, slik som for bestemte brønnoverhalingsformål. Spindelen 81 muliggjør også andre fremgangsmåter for innblanding.

Fig. 3 illustrerer en ringromspassasje 83, som ikke er vist i Fig. 1B eller 2, siden ringromspassasjen 83 er plassert i et annet vertikalt delplan enn det som er vist i Fig. 1B og 2. Ringromspassasjen 83 strekker seg vertikalt gjennom rørhengeren 31 fra en øvre endedel til en nedre ende, hvor den er forbundet med et ringrom 85 rundt produksjonsrøret 33. De øvre og nedre endene av ringromspassasjen 83 kan være litt radialt forskjøvet i forhold til hverandre, som vist i Fig. 3. Et ringformet tomrom 87 omgir isolasjonsrøret 43 mellom den øvre enden av rørhengeren 31 og den nedre enden av treet 39.

En ringromsventil 89 er montert i ringromspassasjen 83 for å blokkere ringromspassasjen 83 mot strømning i begge retningene når den er lukket. Det henvises til Fig. 4, hvor ringromsventilen 89 har et stammefundament 91 som er festet med gjenger til ringromspassasjen 83. En stamme 95 strekker seg oppover fra stammefundamentet 91 langs aksen til ringromspassasjen 83. Et forstørret ventilhode 97 danner den øvre enden av stammen 95. Ventilhodet 97 har en andre elastisk tetning likedan som en primær leppetetning 99 som er laget av metall i denne utførelsesformen.

En pendel hylse 101 er tilsvarende støttet i ringromspassasjen 83. Mens den er i den øvre lukkede posisjonen vist i Fig. 3 og 5, er den øvre enden av hylsa 101 i en kort avstand under en øvre endedel av rørhengeren 31. Mens den er i den nedre åpne posisjonen, vist i Fig. 4 og 6, er hylsa 101 i en nedre posisjon relativ til ventilhodet 97. Hylsa 101 har en port eller et sete 103 med redusert diameter dannet i sitt indre. Setet 103 er i tettende inngrep ved leppetetningen 99 likedan som den fleksible tetningen av ventilhodet 97 mens hylsa 101 er i sin nedre posisjon.

En utoverrettet skrå splittring 105 er montert til den ytre diameteren av hylsa 101 ved dennes øvre ende. Splittringen 105 har en nedoverrettet avsmalende øvre overflate og en nedre overflate som er plassert i et plan vinkelrett på aksen til ringromspassasjen 83. Et motsvarende spor 107 er opptatt av splittringen 105, mens hylsa 101 er i den øvre lukkede posisjonen. Splittringen 105 låses inn i sporet 107, og tjener som en sperrehake eller lås for å unngå nedoverrettet bevegelse av hylsa 101.

Fig. 4 viser et inngrepsverktøy eller organ 109 som strekker seg inn i den øvre enden av ringromspassasjen 83 til inngrep med den øvre enden av hylsa 101. Inngrepsorganet 109 er en nedoverrettet komponent av treet 39 og anvendes for å flytte hylsa 101 fra den øvre til den nedre posisjonen. Et andre identisk inngrepsorgan 109', vist i Fig. 5 og 6, er montert til et setteverktøy 111 som anvendes for å sette rørhengeren 31. Inngrepsorganet 109 har en leppe 113 på sin nedre ende som motsvarer den oppoverrettede tilspissingen hos splittringen 105. Leppen 113 glir over og forårsaker splittringen 105 til å trekke seg sammen, noe som muliggjør at inngrepsorganet 109 skyver hylsa 101 nedover til den åpne posisjonen. En fjær 115, som kan være et flertall tallerkenfjærer (eng: Belleville washer) er plassert mellom stammefundamentet 91 og den nedre enden av hylsa 101. Fjæren 115 driver hylsa 101 til den øvre lukkede posisjonen. Ethvert trykk i passasjen 83 vil hjelpe fjæra 155 i å bevege hylsa 101 til den lukkede posisjonen.

Inngrepsorganet 109 er festet til den nedre enden av en aktuator 117, som er montert i treet 39. Aktuatoren 117 er et hult, rørformet organ med åpne ender tilsvarende støttet i en ringromspassasje 118 i treet 39 (Fig. 2). Aktuatoren 117 har en stempeldel på sin utvendige sidevegg som er selektivt forsynt med hydraulisk fluid for bevegelse av aktuatoren 117 mellom øvre og nedre posisjoner. Ringromspassasjen 118 strekker seg gjennom treet 39 til en utvendig sidedel av treet 39 for kobling til en ringformet leder som typisk fører til et undersjøisk samlerør. Ringromspassasjen i treet 118 strekker seg ikke aksialt til den øvre enden av treet 39.

Når aktuatoren 117 beveges til den nedre posisjonen, griper inngrepsorganet 109 inn i og skyver hylsa 101 fra den lukkede posisjonen til den åpne posisjonen. Figurene 5 og 6 viser en liknende aktuator 117' som danner en del av et setteverktøy 111 og arbeider på samme måte som aktuatoren 117. Som aktuatoren 117 har aktuatoren 117' en stempeldel som er båret i et kammer for hydraulisk fluid, for å forårsake bevegelsen oppover og nedover som svar på hydraulisk trykk. Passasjen 118' fører til en utvendig øvre del av setteverktøyet 111 for levering og mottak av ringromsfluidet.

Setteverktøyet 111 har vanlige egenskaper for setting av en rørhenger 31, omfattende setting av en tetning mellom rørhengeren 31 og boringen 25 hos brønnhodehuset 21 (Fig. 3). Setteverktøyet 111 har et låseorgan 119 som er ekspanderbart radialt og utover inn i motsvarende spor dannet i en indre oppoverstrekkende hylsedel hos rørhengeren 31. Låseorganet 119 fester setteverktøyet 111 til rørhengeren 31, mens røret 33 senkes ned i brønnen. Låseorganet 119 aktiviseres og løsnes av en låseorganaktuator 121 som også er hydraulisk drevet. Setteverktøyet 111 har en hylse 123 som glir tettende inn i boringen 32 hos rørhengeren 31. Hylsa 123 isolerer den øvre enden av ringromspassasjen 83 fra produksjonspassasjen 32 (Fig. 3) i rørhengeren 31.

I drift er det ytre brønnhodehuset 13 festet til lederen 15, som installeres i en første del av brønnen. Brønnhodehuset 21 festes til foringsrøret 23, som er installert i brønnen. Et bore-stigerør og et nedre marint anlegg som omfatter en utblåsningsventil settes på brønnhodehuset 21. Brønnen bores dypere og foringsrøret 29 settes og henges opp i foringsrørhengeren 27 i boringen 25 hos brønnhodehuset 21. Så settes produksjonsrøret gjennom bore-stigerøret med rørhengeren 31.

Som vist i Fig. 5 festes setteverktøyet 111 til rørhengeren 31 for å sette og installere rørhengeren 31. Når denne er tilkoblet, støtes aktuatoren 117' fortrinnsvis for å bevege inngrepsorganet 109' nedover, for med dette å forårsake at pendelhylsa 101 beveger seg nedover. Dette åpner ringromspassasjen 83 for oppover- og nedoverstrømning. En rør, typisk et borerør, vil bli koblet til den øvre enden av setteverktøyet 111 for å sette røret 33.

Etter at rørhengeren 31 er satt, kan operatøren teste ringromsventilen 89 ved å støte aktuatoren 117' oppover, for med dette å utløse inngrepsorganet 109 fra hylsa 101 som vist i Fig. 5. Fjæra 115 skyver hylsa 101 til den øvre lukkede posisjonen. I denne posisjonen vil ventilhodetetningen 99 gripe inn i hylsesetet 103, for med dette å blokkere strømningen enten oppover eller nedover. Mens den er i den øvre posisjonen griper sperrehakens splittring 105 sporet 107, for med dette å hindre bevegelse nedover.

Operatøren påfører så fluidtrykk på passasjen 118' inne i setteverktøyet 111. Dette kan gjøres ved å lukke utblåsningsventilen på borerøret over setteverktøyet 111. Den øvre enden av passasjen 118' er forbundet med et ringformet rom som omgir borerøret under utblåsningsventilen. Dette ringformete rommet er også forbundet med en av strupe- og drepeledningene. Operatøren pumper fluid ned strupe- og drepeledningene, som så strømmer ned passasjen 118' og virker mot hylsa 101. Splittringen 105 hindrer pendelhylsa 101 fra å beveges nedover, for med dette å tillate operatøren å bestemme hvorvidt tetningene 99 hos ventilhodet 97 lekker.

Brønnen perforeres og fullføres på vanlig måte. På en måte kan dette utføres før treet 39 installeres ved å senke en perforeringskanon gjennom rørhengerens settestreng i bore-stigerøret og gjennom røret 33. Rørhengerens settestreng kan valgfritt omfatte et undersjøisk testtre som strekker seg gjennom bore-stigerøret. Dersom det ønskes kan operatøren sirkulere ut tyngre fluid som finnes i brønnen før perforeringen. Dette kan gjøres ved å åpne ringromsventilen 89 ved å støte aktuatoren 117' og inngrepsorganet 109' nedover. Inngrepsorganet 109' løsner splittringen 105 fra sporet 107 og skyver hylsa 101 nedover til den åpne posisjonen i Fig. 6. En port, slik som en glidende hylse (ikke vist) ved den nedre enden av røret 33 åpnes vanligvis og utblåsningsventilen lukkes rundt rørhengerens settestreng. Operatøren kan sirkulere ned settestrengen og røret 33, med strømmen returnerende opp ringrommet 85 inn i bore-stigerøret og opp en kvelnings- og drepeledning. Motsatt sirkulering kan også utføres.

Etter perforering og testing vil operatøren sette en kabeltransportert plugg (ikke vist) i en profil i rørhengerens produksjonspassasje 32. Ringromsventilen 89 lukkes ved å støte aktuatoren 117' oppover, for med dette å forårsake fjæra 115 til å bevege hylsa 101 oppover. Operatøren henter så opp setteverktøyet 111 på settestrengen gjennom utblåsningsventilen og bore-stigerøret. Sikkerhetsventilen nede i brønnhullet (ikke vist) i røret 33 er over perforeringene og er fortrinnsvis lukket for å fremskaffe en første trykkbarriere. Kabelpluggen i rørhengerens produksjonspassasje 32 fremskaffer en andre trykkbarriere. Ringrommet 85 vil normalt ikke ha noe trykk, og ringromsventilen 89 fremskaffer en trykkbarriere dersom trykk oppstår.

Operatøren vil så løsne bore-stigerøret fra brønnhodehuset 21 og sette treet 39. Treet 39 settes fortrinnsvis ikke på et stigerør, selv om dette er mulig. Dersom det ikke settes på et stigerør, frigjør dette boretårnet på den flytende plattformen for arbeid på nærliggende brønner på feltet som utvikles. Plattformen som skal flyttes en kort avstand til en ny plassering for boring av en ny brønn eller for fullføring av arbeid på en delvis boret brønn. Treet 39 settes fortrinnsvis av en kabel eller løfteledning ved hjelp av en ROV (fjernstyrt farkost). Vinsjen til løftelederen kan plasseres på den samme plattformen, til en side i fra boretårnet, eller den kan være på en separat plattform som kan ha en kran for ulike formål men ikke noe boretårn. I begge tilfeller er kabelen for vinsjen plassert ved et sted som er utenfor den kritiske banen for boreoperasjoner. Kabelen (ikke vist) har en kobling som kobler til en spindel 81 hos produksjonstreet 39.

Ettersom treet 39 anbringes i brønnhodehuset 21 vil den nedre enden beveges inn i boringen 25 hos brønnhodehuset 21, og isolasjonsrøret 43 vil stikkes inn i produksjonspassasjen 32 hos rørhengeren 31. Mens dette senkes griper orienteringsorganet 44 orienteringshylsa 46 for å orientere treet 39 skikkelig i forhold til rørhengeren 31. Når denne er anbrakt, leverer operatøren hydraulisk fluidtrykk til kamhylsen 55, som forårsaker at hakene 53 skyver låseelementet 51 (Fig. 2) til den ytre inngrepsposisjonen med profilen 35. Strømningslederkoblingen 71 (Fig. 1B) hos treet 39 er koblet til strømningslederen 73 og ringromspassasjen (ikke vist) i treet 39 er koblet til et samlerør eller et beslektet anlegg.

I en foretrukken fremgangsmåte med assistanse fra en ROV kobler operatøren et uttrekkingsverktøy (ikke vist) til spindel 81 og fjerner pluggen (ikke vist) i rørhengeren 31. Uttrekkingsverktøyet har en nedoverrettet stamme som strekker seg gjennom treets produksjonspassasje 41 inn i rørhengerens produksjonspassasje 32. Brønnhullets sikkerhetsventil kan lukkes under denne prosedyren for å isolere trykk fra treets produksjonspassasje 41. Uttrekkingsverktøyet utnytter også trykkstyringstetningene rundt stammen. Når pluggen er fjernet fra rørhengeren 31 skal treet 39 være klart for produksjon.

Under produksjon kan ringromsventilen 89 forbli lukket, men holdes typisk åpen for overvåkning av trykket i ringrommet 85 rundt produksjonsrøret. Dersom ringromsventilen 89 er lukket, kan den åpnes til enhver tid ved støting av aktuatoren 117 (Fig. 4) hos treet 39 oppover. Ethvert trykk innenfor ringrommet 85 rundt produksjonsrøret overføres gjennom ringromspassasjen 118 i treet 39 og til et overvåkingsanlegg.

For en brønnoverhalingsoperasjon som ikke omfatter trekking av røret 33, kan en lettvekts-stigerør med utblåsningsventil festes til spindelen 81. En umbilicallinje vil typisk koble den ringrommet rundt produksjonsrøret på treet 39 til overflatefartøyet. Kabelutstyr kan senkes gjennom stigerøret, trepassasjen 41 og røret 33. Brønnen kan drepes ved å støte aktuatoren 117 (Fig. 4) nedover for å åpne ringromsventilen 89. Sirkulasjon kan skapes ved å pumpe ned stigerøret, gjennom røret 33, og fra en nedre port i røret 33 til ringrommet 85 i produksjonsrøret. Fluidet returnerer gjennom den ringformete passasjen 83 og passasjen 118 i treet 39 til umbilicallinjen.

For en brønnoverhalingsoperasjon som ikke involverer trekking av røret 33, må treet 39 fjernes fra brønnhodehuset 21. Lettvekts-stigerøret vil ikke kreves derom rørhengerens plugg gjensettes inn i rørhengeren 31 med det ROV-transporterte verktøyet. Sikkerhetsventilen nede i brønnhullet vil bli lukket. Treet 39 hentes opp på en kabel ved hjelp av en ROV. Så senkes et bore-stigerør til inngrep med brønnhodehuset 11. Operatøren henter opp røret 33 og utfører brønnoverhalingen på vanlig måte.

Oppfinnelsen har betydelige fordeler. Adgang til ringrommet rundt produksjonsrøret oppnås enkelt ved å støte en aktuator i treet eller i rørhengerens setteverktøy. Retensjonsanordningen tillater at ringromsventilen testes ovenfra. Alle de hydrauliske passasjene og komponentene for å støte aktuatoren for ringromsventilen er plassert utvendig i forhold til rørhengeren. Dette gjør at bruk av indre rom i veggen i rørhengeren unngås, da det er behov for dette til andre passasjer.

Mens oppfinnelsen kun er vist i en av sine former, er det klart at oppfinnelsen for en fagmann på området ikke er begrenset til dette, men er mottagelig for ulike endringer uten å forlate oppfinnelsestanken. Mens ringromsventilen er vist i forbindelse med et tre som kobles internt til brønnhodehuset, kan den også utnyttes sammen med et tre som kobles eksternt. Videre kan ringromsventilen utnyttes med en rørhenger anbrakt i et tre, slik som et horisontalt tre, heller enn i et brønnhodehus. Andre typer retensjonsanordninger kan anvendes for å holde ringromsventilen i lukket posisjon for testing. For eksempel kan en gripeanordning på setteverktøyets inngrepsorgan utnyttes til å gripe pendelhylsen og holde den i en øvre posisjon mens testingen inntreffer. Treet kan settes på et stigerør heller en en løfteleder, i hvilket tilfelle den temporære ledningspluggen i rørhengerens produksjonspassasje vil trekkes på vanlig måte på ledningen. Dersom den settes på et stigerør kan perforering fullføres etter at treet er plassert ved å senke perforeringskanonen gjennom stigerøret og treet.

Claims

1. Undersjøisk brønnsammenstilling med et rørformet organ (21) plassert undersjøisk ved en øvre ende av en brønn, en rørhenger (31) anbrakt i det rørformete organet (21), hvor rørhengeren (31) er koblet til en rørstreng (33) som strekker seg inn i brønnen, hvor rørhengeren har en produksjonspassasje (41) for strømning av produksjonsfluid fra brønnen, hvor rørhengeren (31) har en ringromspassasje (83) forbundet med et ringrom (85) som omgir røret (33), en ringromsventil (89) anbrakt i ringromspassasjen, hvor ringromsventilen har et aksielt flyttbart organ (101) tilpasset for å bli flyttet fra en lukket posisjon til en åpen posisjon, karakterisert ved at: en retensjons-anordning (105, 107) for å holde det flyttbare organet (101) i den lukkede posisjonen mens testtrykk fra over det flyttbare organet er påført ringromspassasjen fra en ekstern kilde; og et inngrepsverktøy (109, 109') montert eksternt på rørhengeren (31) som selektivt løsner retensjons-anordningen (107,113) og beveger det flyttbare organet (101) fra den lukkede posisjonen til den åpne posisjonen.

2. Brønnsammenstilling i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at retensjons-anordningen (107) omfatter en sperrehake (105,107) som er samvirkende anbrakt på det flyttbare organet (101) og i ringromspassasjen (83).

3. Brønnsammenstilling i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at retensjons-anordningen omfatter: et spor (107) dannet i ringromspassasjen (83); og en splittring (105) montert til det flyttbare organet (101) for kobling til inngrep med sporet.

4. Brønnsammenstilling i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at det flyttbare organet (101) er innrettet mot den lukkede posisjonen med ei fjær (115), og at nedoverrettede bevegelse av det flyttbare organet forårsaket av inngrepsverktøyet (109, 109') forårsaker kompresjon av fjæra.

5. Brønnsammenstilling i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at det flyttbare organet (101) omfatter ei hylse, og at ringromsventilen videre omfatter: et ventilhode (97) stasjonært montert i ringromspassasjen (83) og som strekker seg inn i hylsa for inngrep med det indre av hylsa mens hylsa er i den lukkede posisjonen; og ei fjær (115) montert til en nedre ende av hylsa for å drive hylsa oppover. (b) etter at rørhengeren (31) er anbrakt, trekke tilbake inngrepsverktøyet (109'), dermed bevege det flyttbare organet (101) til den lukkete posisjonen, for med dette å blokkere den nedoverrettede strømningen gjennom ringromsventilen (89), og så (c) påføre fluid-testtrykk til ringromspassasjen (83) over det flyttbare organet (101) mens det flyttbare organet holdes i den lukkete posisjonen.

11. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 10, karakterisert ved å videre forsyne det flyttbare organet (101) med en fjær (115) og hvor: trinn a) forårsaker kompresjon av fjæra (115) ettersom det flyttbare organet (101) beveges mot den åpne posisjonen; og trinn b) utføres ved at fjæra (115) skyver det flyttbare organet (101) til den lukkete posisjonen.

12. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 10, karakterisert ved at tilbaketrekking av det flyttbare organet (101) i den lukkete posisjonen er utført i trinn c) ved å forårsake at det flyttbare organet griper inn i inngrep med en sperrehake (105, 107).

13. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 10, karakterisert ved at den videre omfatter: etter trinn (c), trekke tilbake setteverktøyet (111) og installere et produksjonstre (39) inn i det rørformete organet (21), hvor produksjonstreet er forsynt med et andre inngrepsverktøy (109) i tillegg til det førstnevnte inngrepsverktøyet (109'); og så strekke det andre inngrepsverktøyet (109) til inngrep med det flyttbare organet (101) og flytte det flyttbare organet med det andre inngrepsverktøyet til den åpne posisjonen.

6. Brønnsammenstilling i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at den videre omfatter: et setteverktøy (121) som løsbart festes til rørhengeren (31), hvor setteverktøyet er tilpasset til å bli montert til et rør for senking av rørhengeren inn i det rørformete organet (21); og hvor inngrepsverktøyet (109') er hydraulisk drevet mellom øvre og nedre posisjoner og er båret av setteverktøyet.

7. Brønnsammenstilling i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at det rørformete organet (21) omfatter et brønnhodehus, og brønnsammenstilingen videre omfatter: et produksjonstre (39) montert på brønnhodehuset (21); og hvor inngrepsverktøyet (109) er hydraulisk drevet mellom øvre og nedre posisjoner og er båret av treet.

8. Brønnsammenstilling i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at inngrepsverktøyet (109,109') er hydraulisk drevet av en hydraulisk krets plassert utvendig av rørhengeren (31), hvor rørhengeren er fri for hydrauliske passasjer for å bevege det flyttbare organet (101) fra den lukkede posisjonen til den åpne posisjonen.

9. Brønnsammenstilling i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at ventilen omfatter: ei hylse (101) plassert i ringromspassasjen (83) ved en øvre ende av rørhengeren (31), hvor hylsa har et sete (103) som er tilpasset til å bli forbundet med det rørformete ringrommet; ei fjær (115) montert til hylsa (101) for å drive hylsa oppover til en lukket posisjon, for slik å blokkere strømmen gjennom setet (103) til hylsa og ringromspassasjen (83).

10. Fremgangsmåte for setting av en rørstreng (33) og testing av en ringromsventil (89) av en brønnhodesammenstilling som har et aksielt flyttbart organ (101) plassert i en passasje (83) i en rørhenger (31) for selektivt å blokkere en strømning fra et ringrom (85), hvor fremgangsmåten omfatter tilkobling av et setteverktøy (111) til rørhengeren (31), senking av røret (33) inn i brønnen og anbringe rørhengeren (31) i et rørformet organ (21) plassert ved en øvre ende av brønnen, karakterisert ved: (a) forsyne setteverktøyet (111) med et inngrepsverktøy (109') som kobles til det flyttbare organet (101) med inngrepsverktøyet og bevege det flyttbare organet til en åpen posisjon;