NO326548B1 - Fremgangsmate for a dimensjonere en del av et stigerorselement med integrerte hjelpeledninger - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører stigerør omfattende et hovedrør forsynt med perifere ledninger. Oppfinnelsen tilveiebringer en fremgangsmåte for å bestemme den langsgående klaring mellom den perifere ledning og hovedrøret slik at den perifere ledning er i en hyperstatisk tilstand i en forutbestemt opera-sjonsmodus, spesielt når den underkastes høye indre trykk.

Et stigerør består av en sammenstilling av rørelementer hvis lengde er i området mellom 15 og 25 meter (50 og 80 fot) og som er satt sammen ved hjelp av koplinger. Disse rørelementer utgjør på den ene side hovedrøret som inneholder borerøret og hvori boreslammet sirkulerer, og på den annen side hjelpeledningene kjent som henholdsvis drepeledning og strupeledning, anordnet parallelt til hovedrøret, og som tillater sirkulasjon av et fluid mellom utblåsningssikringene ved bunnen av stigerøret og toppen av det sentrale stigerør uten å strømme gjen-nom hovedrøret.

i

Bakgrunn for oppfinnelsen

I den tidligere kjente teknikk består hjelpeledninger av sammenstillinger av rør fullstendig fremstilt av stål. Dimensjonen av rørene bestemmes på en slik måte at rørene motstår sprengspenningene som skyldes den indre/ytre trykkforskjell, kollapsbelastningene som skyldes det indre trykk som utøves ved endene av rørene og strekkspenningene utøvet under hydrauliske tester. Dokumente-ne FR-01/10.360 og FR-01/10.361 tar sikte på å fremstille hjelpeledninger i form av ringforsterkede rør. Bruk av ringforsterkede rør tilveiebringer særlig fordelen med å redusere ståltykkelsen og derfor vekten av de rør som utgjør hjelpeledningen. Ulempen med ringforsterkede rør er imidlertid at de har en lavere bøyestivhet enn de ekvivalente helstålrør for det samme arbeidstrykk. Rørene underkastes kollapsbelastninger generert ved den indre/ytre trykkforskjell som refereres til som en "bunneffekt" utøvet på endene av rørene. Følgelig har for den samme brudd-styrke et ringforsterket rør en mindre utbulingslengde enn det ekvivalente helstål-rør. Utbulingslengden er lengden av et rør fra hvilket det vil utbules når det utsettes for gitte sammenfallingsbelastninger. I betraktning av de trykk som hjelpeledningene kan utsettes for (arbeidstrykk 1034 bar eller 15.000 psi) vil de ringforsterkede rør som utgjør hjelpeledningene på et stigerør sannsynlig bule seg ut. For å unngå dette problem er det mulig å knytte de ringforsterkede rørelementer i hjelpeledningen til hovedrøret ved hjelp av klemmer. Klemmene holder de ringforsterkede rørelementer i hjelpeledningen i forhold til hovedrøret, men de tillater at de ringforsterkede rørelementer fritt kan gli i forhold til hovedrøret i retningen av stige-røraksen. Bruken av klemmer kan imidlertid være uforlikelig med anvendelse av flottører på stigerøret. Det er vanlig å anordne flottører over lengden av stigerøret for å redusere strekket ved toppen av stigerøret. Flottørene må ha en minimumslengde for å minimere fremstillingsomkostningene. Denne minimumslengde krever en lengde mellom to klemmer som enkelte ganger er uforlikelige med den mi-nimumsutbulingslengde ved arbeidstrykket.

US 6,623,044 B1 beskriver et stigerør^element omfattende et hovedrør, forbindelsesmidler ved begge ender, og minst en hjelperørlengde som er anordnet hovedsakelig parallelt med hovedrøret. Ifølge US 6,623,044 B1 festes hjelperørlengden til hovedrørets forbindelsesmidler i begge ender, slik at de langsgående mekaniske spenninger som forbindelsesmidlene utsettes for fordeles i hovedrøret og hjel-perørlengden.

Oppsummering av oppfinnelsen

Formålet for den foreliggende oppfinnelse er særlig å forhindre utbuling av de rør som utgjør hjelpeledningene eller hensyntagen til stigerørets oppbygning.

Den foreliggende oppfinnelse tar sikte på å knytte de rør som utgjør hjelpeledningene til det sentrale hovedrør på en slik måte at: - de rør som utgjør hjelpeledningene kan deformeres uavhengig av ho-vedrøret så lenge som verdien av den indre/ytre trykkforskjell sormut-øves på hjelpeledningene er under en forutbestemt verdi, og - hvert ringforsterket rør utgjør en hyperstatisk sammenstilling med det sentrale rør i det minste når den indre/ytre trykkforskjell som utøves på hjelpeledningene overstiger den nevnte forutbestemte verdi.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for dimensjonering av en del av et stigerør omfattende et hovedrør 1, et rørformet element 4 som utgjør et avsnitt av en hjelpeledning, idet det rørformede element 4 er knyttet til hovedrøret 1 ved hjelp av et innpasningsledd 7 lokalisert ved en første ende av det rørformede element 4 og ved hjelp av et glide-svingeledd 11; 9 lokalisert ved en andre ende av det rørformede element 4 og som tillater en lengdeklaring i forhold til hovedrøret 1, idet lengdeklaringen har en verdi J når det rørformede element 4 og hovedrøret 1 ikke er underkastet noen belastninger, idet fremgangsmåten omfatter de følgende trinn: (a) bestemmelse av den verdi Pm som representerer maksimum forskjell mellom det indre trykk og det ytre trykk som kan tåles av det rørformede element 4 uten utbuling, i betraktning av den fri lengde mellom de nevnte ledd, (b) bestemmelse av klaringsverdien J for det rørformede element for å danne en hyperstatisk sammenstilling når forskjellen mellom det indre trykk og det ytre trykk som utøves på det rørformede element 4 er høyere enn verdien av Pm bestemt i trinn (a).

Videre, i trinn (b) av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er det mulig:

(c) i avhengighet av neddykningsdybden å bestemme de spenninger som det rørformede element 4 og hovedrøret 1 utsettes for når det rørforme-de element 4 utsettes for en forskjell mellom det indre trykk og det ytre trykk av verdien Pm, (d) under hensyntagen til spenningene bestemt i trinn (c) og bestemme den relative forlengelse Alg i avhengighet av neddykningsdybden, idet den relative forlengelse Alg er forskjellen mellom avkortningen av et rørfor-met element 4 og forlengelsen av hovedrøret mellom de nevnte ledd lokalisert ved endene av det rørformede element 4, og (e) bestemmelse av den verdi av klaringen J som er mindre eller lik den

minste relative forlengelse Alg som er bestemt i trinn (d).

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan omfatte det følgende trinn:

(f) innpasningsleddet 7 og leddet 11; 9 som tillater en klaring av verdien J

dimensjoneres under hensyntagen til de spenninger som det rørformede element 4 med maksimum relativ forlengelse Alg bestemt i trinn (d) utsettes for.

Ifølge oppfinnelsen kan det rørformede element 4 være knyttet til hovedrø-ret 1 ved i det minste et mellomliggende glide/svingeledd 8 lokalisert mellom nevnte første og andre ender og i trinn (a) er det mulig å bestemme verdien av Pm i betraktning av den fri lengde mellom nevnte mellomliggende glide/svingeledd 8 og ett av de nevnte ledd lokalisert ved endene av det rørformede element 4.

Ifølge oppfinnelsen kan det rørformede element 4 være knyttet til hovedrø-ret 1 ved minst to mellomliggende glide/svingeledd 8 lokalisert mellom første og andre ender og i trinn (a) bestemmes verdien Pm i betraktning av den fri lengde mellom de nevnte to mellomliggende glide/svingeledd.

I trinn (b) er det mulig å bestemme verdien J når det rørformede element 4 utsettes for en forskjell mellom det indre og det ytre trykk Pm redusert ved hjelp av en sikringsverdi.

Glide/svingeleddet 11; 9 som tillater en lengdeklaring i forhold til hovedrøret kan omfatte en plate 10 forsynt med en åpning 11 og som er festet til hovedrøret 1, idet en hylse 9 festet på det rørformede element 4 danner en stopper på platen 10 idet det rørformede element 4 glir i åpningen.

Ifølge oppfinnelsen er de rørformede elementer stålrør ringforsterket ved hjelp av armeringskabler. Armeringskablene kan være fremstilt av glassfibre, karbonfibre eller aramidfibre innleiret i en polymermatriks.

Kort beskrivelse av tegningene

Andre trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå ved å lese den følgen-de beskrivelse, med henvisning til de vedføyde tegninger hvori:

- Figur 1 viser skjematisk et stigerør ifølge oppfinnelsen, og

- Figur 2 viser en detalj av stigerøret ifølge oppfinnelsen.

Detaljert beskrivelse

Figur 1 viser skjematisk en del av et stigerør. Henvisningstallet 1 betegner et element av hovedrøret i stigerøret. Rørelementer 1 er rørformet og er skjøtt

sammen ved hjelp av mekaniske koplinger 2 som kan være slik som er beskrevet i dokument EP-0.147.321. Sammenstillingen av rørelementer 1 danner hovedrøret med akse 3. To hjelpeledninger er vist i figur 1. Hjelpeledningene blir konvensjo-nelt referert til som henholdsvis drepeledning og strupeledning og anvendes for å sikre sikkerheten av brønnen under indikasjons-kontrollprosedyrer i brønnen. Hjelpeledningene er anordnet parallelt til aksen 3. Hjelpeledningene består av sammenstillingen av ledningselementer 4 hvis lengde hovedsakelig tilsvarer leng-

den av rørelementene 1. To ledningselementer 4 anordnet ved samme høyde på stigerøret tilsvarer således hvert rørelement 1. Ledningselementene 4 er også rørformet. Hvert ledningselement 4 omfatter ved sine ender hannendedeler og hunnendedeler som er betegnet med respektive henvisningstall 5 og 6. Endedelene av et ledningselement 4 samvirker med endedelene av øvre og nedre ledningselementer slik at det blir forseglede ledd. Disse ledd mellom endedelene 5 og 6 kan akseptere en aksial forskyvning, dvs. at de aksepterer i en viss grad for-skyvningen av et ledningselement 4 i forhold til det tilstøtende ledningselement 4. Holderanordninger 7 innføyer et innpasningsledd mellom den øvre hunnendedel av hvert ledningselement 4 (generelt nær inntil hunnendedelen 6) og rørelementet 1. Holderanordningene 7 kan utgjøres av skrue, nagle- eller sveiseforbindelser. Ved nivået for holdeanordningen 7 er således hvert ledningselement 4 festet til rørelementet 1. Klemmer 8 er med regelmessige eller uregelmessige intervaller fordelt over lengden av rørelementene 1 og ledningselementene 4. Klemmer 8 tillater å knytte lednings-elementet 4 til rørelementet 1 ved hjelp av et glide/svingeledd. I den foreliggende fremstilling refererer et glide/svingeledd til et ledd som knytter en første fast artikkel til en andre fast artikkel, hvorved den første faste artikkel kan translatere i relasjon til den andre faste artikkel i retningen av en akse og den første faste artikkel kan svinge i relasjon til den andre faste artikkel omkring denne akse. Ved nivået for en klemme 8 kan ledningselementet 4 gli i retningen av aksen 3 og svinge omkring aksen 3, men ledningselementet 4 er ikke fritt til å bevege seg i de radiale og tangentiale retninger, dvs. i retningene i et plan perpendikulært til aksen 3. Klemmer 8 tillater således at den radiale posisjon av et ledningselement 4 i relasjon til rørelement 1 overholdes. Klemmer 8 tillater å redusere en fri lengde av ledningselement 4 og følgelig å øke utbulingsstyrken av ledningselementer 4. Mellom to klemmer 8 kan stigerøret være forsynt med flottø-rer 12.

Figur 2 illustrerer prinsippet med tilknytningen mellom den nedre hannendedel 5 av et ledningselement 4 og et rørelement 1. En langsgående klaring tillates mellom den nedre hannendedel 5 av ledningselementet 4 og rørelementet 1 ved hjelp av et glideVsvingeledd. I den nedre del omfatter rørelementet 1 en festeplate 10 for fastholding av ledningselementer 4. Festeplaten 10 kan ha form av en plate eller flens gjennomtrengt av en åpning 11 hvis diameter hovedsaklig tilsvarer den ytre diameter av et ledningselement 4. Den nedre ende av et ledningselement 4 (generelt nær hannendedelen 5) er forsynt med en stopper 9. Stopperen 9 kan være en hylse som er festet til ledningselementet 4. Lednings-elementet 4 kan gli i åpningen 11. Posisjonen av stopperen 9 i forhold til festeplaten 10 er slik at det blir en klaring mellom undersiden av festeplaten 10 og oversi-den av stopperen 9 når rørelementene 1 og ledningselementene 4 ikke er utsatt for noen mekaniske spenninger.

Utstrekningen av klaringen eller spillerommet J kan variere alt etter forlengelsen av rørelementene 1 som utgjør sentralrøret og forkortelsen av ledningselementene 4 som utgjør hjelpeledningene. Rørelementene 1 vil forlenge seg på grunn av de helt eller delvis på den ene side må oppta vekten av stigerøret og vekten av boreslammet og på den annen side strekkspenningene som utøves på stigerøret for å holde det hovedsakelig vertikalt. Generelt utsettes rørelementene ved toppen av stigerøret, dvs. nær sjøoverflaten, for de maksimale strekkspenninger og erfarer derfor den maksimale forlengelse. Lednings-elementene 4 vil gjerne forbli kortere under innvirkning av forskjellen mellom det indre trykk som skyldes det fluid som de inneholder og det ytre trykk. Fluidet utøver faktisk et trykk på endene av ledningselementene 4 ved å utøve trykk-spenninger på ledningselementene 4. Videre fører den radiale deformasjon av ledningselementene som skyldes forskjellen mellom det indre trykk og det ytre trykk til en avkortning av lednings-elementene. Generelt utsettes ledningselementene 4 ved bunnen av stigerøret, dvs. nær sjøbunnen, for den maksimale indre/ytre trykkforskjell og følgelig den maksimale avkortning.

Så lenge som klaringen J er positiv kan ledningselementet 4 og rørelement-et 1 lokalisert ved den samme høyde variere i lengde uavhengig av hverandre. På den annen side, når klaringen J er null, dvs. når stopperen 9 er i kontakt med festeplaten 10, danner ledningselementet 4 og det tilsvarende rørelement 1 en hyperstatisk sammenstilling: ledningselementet 4 er festet til rørelementet 1 på den ene side i nivået for holderanordningen 7 og på den annen side ved nivået for stopperen 9 som er i kontakt med festeplaten 10. Følgelig induserer rørelementet 1 strekkspenninger i ledningselementet 4 og motsatt induserer ledningselementet 4 trykkspenninger i rørelementet 1.

Oppfinnelsen tar sikte på å bestemme størrelsen av klaringen J ifølge den metode som beskrives i det følgende. Klaringen J bestemmes på en slik måte at på den ene side kan ledningselementet 4 gli i forhold til rørelementet 1 så lenge som den indre/ytre trykkforskjell (for eksempel under konvensjonelle boreoperasjoner) ikke sannsynlig vil bevirke utbuling av ledningselementet 4 og at på den annen side ledningselementet 4 danner en hyperstatisk sammenstilling med røre-lementet 1 når den indre/ytre trykkforskjell (for eksempel under indikasjonskont-roll- eller testoperasjoner) sannsynlig vil bevirke utbuling av ledningselementet 4.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter trinnene 1 til 3 som følger:

Trinn 1

Verdien Pm som representerer maksimum forskjell mellom det indre trykk og det ytre trykk som kan tåles av et ledningselement 4 uten utbuling bestemmes. Verdien Pm bestemmes ved bruk av materialstyrketeorien. For eksempel kan det anvendes Euler-likningen eller en hvilken som helst annen metode kjent for den fagkyndige.

uttrykker forholdet mellom karakteristikkene av et rør (E, I, Set, Lg og |i) og maksimumsverdien Pi for forskjellen mellom det indre og ytre trykk utøvet på dette rør uten at det utbules.

Mer detaljert:

- lengden Lg er den fri lengde mellom to ledd, dvs. avstanden mellom to påfølgende ledd som forbinder ledningselementet 4 og rørelement 1. Lengden Lg kan måles mellom to påfølgende klemmer 8 anordnet på ledningselementet 4. Lengden Lg kan også måles mellom holderanordningene 7 og den nærmeste klemme 8 eller mellom festeplaten 9 og nærmeste klemme 8; - koeffisienten u. avhenger av karakteren av de ledd som forbinder røre-lementet 1 til ledningselement 4 (u. kan være i området mellom 1 for en rørlengde Lg mellom to styreledd og 4 for en rørlengde Lg mellom to innpasningsledd); - parameter E refererer til elastisitetsmodul av materialet i ledningselementet 4; - parametrene I og Set betegner henholdsvis tverrsnittstregheten av røret

TC TC

—) og det indre tetningstverrsnitt av endedelen = — D] t 644 - verdien Pi representerer forskjellen mellom det indre trykk og det ytre trykk utøvet på ledningselementet 4.

Innenfor den foreliggende oppfinnelseskontekst anvendes Euler-likningen for å bestemme den verdi Pi ved hvilken et ledningselement 4 buler ut mellom to ledd, idet karakteristikken for ledningselementet 4 er kjent (E, l,Set, Lg og u).

Ved å ta i betraktning API 16Q standarder utgitt av American Petroleum Institute velges en oppbygning av stigerøret og karakteristikkene av de forskjellige elementer som utgjør dette stigerør for forutvalgte bruksbetingelser.

Lengden Lg og koeffisienten ji kan være kjent fra stigerøroppbygning.

Parametrene E, I og Set kan være kjent fra karakteristikkene av hjelpeledninger.

Den maksimale forskjell Pm mellom indre og ytre trykk som kan motstås av et ledningselement 4 uten utbuling blir således bestemt.

Trinn 2

Ifølge oppfinnelsen er verdien Pm i det minste mindre enn verdien av arbeidstrykket, idet metoden ellers ikke er egnet for stigerøroppbygningen og karakteristikkene av ledningselementene 4.

Hvis verdien Pm er større enn arbeidstrykket kan en av parameterne Lg, jx, E, I og Set varieres for å minske verdien av Pm og gjøre den mindre enn arbeidstrykket. Generelt økes lengden Lg ved å øke avstanden mellom to klemmer 8 eller ved å fjerne en klemme 8.

I den foreliggende beskrivelse er arbeidstrykket den maksimale trykkverdi som aksepteres av hjelpeledningene under drift idet testtrykket er større enn arbeidstrykket.

Trinn 3

Utstrekningen av klaringen eller spillerommet J bestemmes for lednings-elementet 4 til å danne en hyperstatisk sammenstilling med rørelementet 1 når forskjellen mellom det indre og ytre trykk utøvet på ledningselementet 4 er større enn Pm. De følgende operasjoner kan gjennomføres: - i avhengighet av neddykkingsdybden bestemmes i det minste trykk-spenningene og radialspenningene som innvirker på et ledningselement 4 utsatt for en indre/ytre trykkforskjell lik Pm og avkortningen av dette lednings-element 4 utledes, - i avhengighet av neddykkingsdybden bestemmes i det minste strekkspenningene som innvirker på et rørelement 1 og forlengelsen av dette rørelement 1 utledes, - i avhengighet av neddykkingsdybden bestemmes den relative forlengelse Alg (forskjell mellom forkortelsen av et ledningselement 4 og forlengelsen av rørelement 1, idet rørelementer 1 og ledningselementer 4 er lokalisert ved den samme dybde), - bestemmelse av verdien Alg1 som betegner minimumsverdien av de tidligere bestemte verdier Alg, - klaringen J gis verdien Alg1 når ledningselementet 4 og rørelementet 1 ikke er utsatt for noen belastning. For eksempel kan klaringen J innstilles når stigerøret monteres initialt: når ledningselementet 4 sammenstil-les med rørelementet 1 utøves ingen kraft på rørelementene 1 og ledningselementene 4.

Når verdien av klaringen J er innstilt ved hjelp av de følgende 1, 2 og 3 er ledningselementene 4 ikke sannsynlig utsatt for utbuling. Når det indre trykk når verdien Pm i en hjelpeledning er den relative forlengelse mellom et ledningselement 4 og rørelement 1 minst Alg1 og bevirker null klaring-J for alle ledningselementer 4. Nå, når klaringen J er null er rørelementet 4 i en hyperstatisk situasjon i forhold til det tilsvarende rørelement 1. Følgelig utøver rørelementet 1 strekkspenninger på ledningselementet 4 som følgelig motstår utbuling av dette ledningselement 4.

Verdien for klaringen eller spillerommet J, når rørelementene 1 og lednings-elementene 4 ikke utsettes for noen spenning, kan være de samme for hele stige-røret. Stigerøret kan imidlertid også bestå av flere deler, idet hver del er differen-siert for eksempel ved tykkelsen av hovedrøret, kvaliteten av flottørene, antallet og avstanden mellom flottørene Trinnene 1, 2 og 3 kan anvendes uavhengig for hver av de forskjellige deler av stigerøret. En verdi for klaringen J som kan være forskjellig for hver del av stigerøret bestemmes således. For eksempel består sti-gerøret av tre deler med lik lengde. Ved å anvende trinnene 1,2 og 3 til den del som går fra sjøoverflaten til en dybde lik en tredjedel av den totale lengde av sti-gerøret bestemmes en første klaring Jl Tilsvarende bestemmes en klaring J2 og en klaring J3 for de andre to deler av stigerøret.

Etter å ha bestemt klaringen J kan festeinnretninger i form av klemmer 8, festeplate 10 og stopper 9 dimensjoneres ved hjelp av trinn 4 som følger: De spenninger som innvirker fra klemmene 8, festeplaten 10 og stopperen 9 når hjelpeledningene befinner seg under trykk beregnes. Beregning utføres ved å betrakte elementene 4 i hjelpeledningene i en hyperstatisk situasjon i forhold til rørelementene 1 i hovedrøret. Dimensjonene av klemmene 8, festeplaten 10 og stopperen 9 bestemmes ved å betrakte elementene 4 hvis relative forlengelse Alg bestemt i trinn 3 er maksimum. Denne dimensjoneringsprosedyre kan gjennomfø-res i betraktning av de følgende ekstreme tilstander: maksimum dybde og maksimum trykk i hjelpeledningene.

Metoden kan anvendes for en hvilken som helst type av ledningselement 4, særlig ringforsterkede ledninger og helstålledninger. En ringforsterket ledning kan bestå av et stålrør ringforsterket ved hjelp av armeringsglassfiber, karbonfibre eller aramidfiberkabler innleiret i en polymer matriks.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen illustreres ved hjelp av det følgende eksempel.

Oppbygningen og karakteristikkene av stigerøret er som følger:

- Lengde av stigerøret: 2.286 m

- Lengde av et rørelement 1 eller ledningselement 4: 22,86 m

- Rørelement 1 av hovedrøret: 533,4 mm x 19,05 mm

- Lengde av kopling 2: 0,9144 m

- Ytre diameter av flottører: 1,1811 m

- To hjelpeledninger (drepeledning og strupeledning) fremstilt av ringforsterkede rør (ledningselementer 4): 101,4 mm x 11,0 mm - arbeidstrykk 1034 bar - tetningsdiameter: 49,9 mm - En hjelpeledning (forsterker - "booster" ledning) fremstilt av ringforsterkede rør (ledningselementer 4): 152,4 mm x 6,35 mm - arbeidstrykk 345 bar - tetningsdiameter 177,8 mm - To hjelpeledninger (hydraulisk ledning) fremstilt av helstålrør (ledningselementer 4): 47,6 mm x 6,35 mm - arbeidstrykk 345 bar

- Maksimal slamdensitet: 1,92

- Spenning ved toppen av stigerøret: 587 tonn (hvorav 100 tonn ved bunnen)

Beregning av lengden mellom klemmene:

Utbulingslengden Lg beregnes som følger (Euler-likning):

med:

|x er lik koeffisienten avhengig av grensebetingelsene E er elastisitetsmodulen av ledningsmaterialet

I er lik treghets tverrsnitt av ledningen: —( D* - D^)

64

Set er den indre tetningsseksjon av endedelen = — Dl

4

Pi er forskjellen mellom det indre og ytre trykk.

Utbulingslengden beregnes ved å betrakte:

- |i = 1 (konservativ verdi, i realiteten er u. større enn 1),

- Pj: maksimumsverdien betraktet som den hydrauliske testverdi lik 1,5 ganger arbeidstrykket.

Ved å anvende de data som er spesifikke for oppbygningen og karakteristikkene av stigerøret (spesielt karakteristikkene av drepeledningen og strupeled-ningen) oppnås en utbulingslengde på 2,18 m (7,15 fot). Følgelig kan avstanden mellom to påfølgende klemmer settes til omtrent 2,18 m (7 fot). Uansett betingel-sene ved bruk av stigerøret vil hjelpeledningen ikke utbules med en maksimum avstand på omtrent 2,18 m (7 fot) mellom to klemmer.

Tekniske grunner krever imidlertid en reduksjon i antallet av klemmer. De tekniske grunner kan være interferensproblemer mellom klemmer og flottører, eller en reduksjon i antallet av klemmer for å redusere omkostningen. Lengden mellom klemmer settes til 3,74 m (12 fot).

Ved å betrakte en utbulingslengde på 3,74 m (12 fot) kan det utledes det

maksimale tillatte trykk før utbulingen av et ledningselement 4 som danner hjelpeledningene ved bruk av for eksempel Euler-likningen. Det kritiske trykk er 550 bar. Så lenge det indre trykk i hjelpeledningen ikke overstiger 500 bar (50 bar betraktes som sikkerhet) vil ledningselementer 4 ikke utbules. På den annen side, når det indre trykk overstiger 500 bar vil ledningselementer som danner hjelpeledningene sannsynligvis utbules.

For å forebygge utbuling foreslår oppfinnelsen å drive ledningselementet 4 i hyperstatiske tilstander ved optimalt å innstille klaringen J mellom festeplaten 10 og stopperen 9.

Innstilling av stopperen slik at ledningene ikke utbules under noen som helst tilstander: Det er viktig å bestemme klaringen J av stopperen for å sikre at ikke noe utbuling forekommer for alle betingelser for anvendelse av stigerøret.

Bestemmelse av den maksimale klaring av hjelpeledningene i relasjon til hovedrøret: - testing av betingelser for hjelpeledningene (500 bar) under nedsenk-ningen av stigerøret: - brønnkontrollbetingelser (ved 500 bar):

Minimumsverdien av den relative forlengelse er 31,9 mm. Maksimumsverdien for klaringen J mellom festeplaten 10 og stopperen 9 er følgelig 31,9 mm. I praksis innstilles J ved 31 mm når rørelementene 1 og ledningselementene 4 ikke utsettes for noen spenninger. Når således trykket overstiger 500 bar i hjelpeledningen kommer stopperen 9 i kontakt med festeplaten 10 og ledningselementet 4 som danner hjelpeledningen, arbeider da under hyperstatiske betingelser: rørele-ment 1 utøver strekkspenninger på ledningselementet 4. Ledningselementene 4 vil derfor sannsynligvis ikke utbules.

Videre sikres det at for konvensjonelle boreoperasjoner (dvs. uten noe trykk i hjelpeledning) at under ekstreme betingelser (tungt boreslam, stor dybde) at ledningselementer 4 ikke arbeider under hyperstatiske betingelser (dvs. at den innstil-te klaring J er tilstrekkelig til å tillate at ledningselementene 4 i hjelpeledningene glir i relasjon til rørelementene 1 i hovedrøret):

- konvensjonelle boreoperasjoner, uten trykk i de perifere ledninger, hvor de respektive forlengelser er som følger:

Det kan iakttas under slike betingelser (konvensjonell boring) er den relative forlengelse mindre enn klaringen J slik at ledningselementene 4 glir perfekt. Ledningselementene 4 er ikke i en hyperstatisk situasjon uansett slamdensiteten eller vanndybden. • Maksimale spenninger utholdt av holderanordningen 7 eller festeplaten 10.

- under konvensjonelle borebetingelser.

Ledningselementer 4 i hjelpeledningene glir perfekt og ingen spenninger overføres av holderanordningen 7 eller festeplaten 10.

- ledningstestbetingelser under nedsenkning av stigerøret:

- brønnkontrollbetingelser:

Hvis klaringen J mellom festeplaten 10 og stopperen 9 reduseres øker spenningene i festeplaten 10 signifikant. De maksimale spenninger oppnås når stigerøret drives under ekstreme betingelser: maksimal dybde og trykk i hjelpeledningen. Disse spenninger kan utøves ved toppen eller ved bunnen alt etter stige-røroppbygningen.

Det er derfor viktig å bestemme klaringen J nøyaktig slik at lednings-elementene 4 kan gli under konvensjonelle boretrinn (uten trykk i ledningene) og slik at sammenstillingene bestående av et ledningselement 4 og det tilsvarende rørelement 1 er hyperstatiske i tilfellet av en fare for utbuling av ledningselementene 4 i hjelpeledningene (under brønnkontroll eller testing).

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for dimensjonering av en del av et stigerør omfattende et hovedrør (1), et rørformet element (4) som utgjør en hjelpeledningsdel, idet det rørformede element (4) er knyttet til hovedrøret (1) ved hjelp av et innpasningsledd (7) lokalisert ved en første ende av det rørformede element (4) og ved hjelp av et glide-svingeledd (11; 9) lokalisert ved en andre ende av det rørformede element (4), og som tillater en lengdeklaring i forhold til hovedrøret (1), idet klaringen har en verdi J når det rørformede element (4) og hovedrøret (1) ikke er utsatt for noen spenninger, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter de følgende trinn: (a) bestemmelse av den verdi Pm som representerer maksimum forskjell mellom det indre trykk og det ytre trykk som kan tåles av det rørformede element (4) uten utbuling, i betraktning av den fri lengde mellom de nevnte ledd, (b) verdien J for det rørformede element bestemmes for å danne en hyperstatisk sammenstilling når forskjellen mellom det indre trykk og det ytre trykk som ut-øves på det rørformede element (4) er høyere enn verdien av Pm bestemt i trinn (a).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at de følgende trinn gjennomføres i trinn (b): (c) i avhengighet av neddykningsdybden underkastes de spenninger som det rør-formede element (4) og hovedrøret (1) utsettes for når det rørformede element (4) utsettes for en forskjell mellom det indre trykk og det ytre trykk av verdien Pm, (d) under hensyntagen til spenningene bestemt i trinn (c) bestemmes den relative forlengelse Alg ifølge neddykningsdybden, idet den relative forlengelse Alg er forskjellen mellom avkortningen av et rørformet element (4) og forlengelsen av hovedrøret mellom de nevnte ledd lokalisert ved endene av det rørformede element (4), og (e) bestemmelse av den verdi av klaringen J som er mindre eller lik den minste relative forlengelse Alg som er bestemt i trinn (d).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at det følgende trinn gjennomføres: (f) innpasningsleddet (7) og leddet (11; 9) som tillater en klaring av verdien J dimensjoneres under hensyntagen til de spenninger som det rørformede element (4) med maksimum relativ forlengelse Alg bestemt i trinn (d) utsettes for.

4. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det rørformede element (4) er knyttet til hovedrøret (1) ved hjelp av minst et mellomliggende glide-svingeledd (8) lokalisert mellom nevnte første og andre ender og hvori i trinn (a) verdien Pm bestemmes i betraktning av den fri lengde mellom nevnte mellomliggende glide-svingeledd (8) og et av de nevnte ledd lokalisert ved enden av det rørformede element (4).

5. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 3, karakterisert ved at det rørformede element (4) er knyttet til hovedrøret (1) ved hjelp av minst to mellomliggende glide-svingeledd (8) lokalisert mellom nevnte første og andre ender og hvori i trinn (a) verdien Pm bestemmes i betraktning av den fri lengde mellom de nevnte to mellomliggende glide-svingeledd.

6. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det i trinn (b) bestemmes verdien J når det rørfor-mede element (4) underkastes en trykkforskjell mellom det indre og ytre trykk Pm redusert ved hjelp av en sikkerhetsfaktor.

7. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at glide-svingeleddet (11; 9) som tillater en lengdeklaring i forhold til hovedrøret omfatter en holdeplate (10) gjennomtrengt av en åpning (11) og festet til hovedrøret (1), idet en hylse (9) festet til det rørformede element (4) danner en stopper på platen (10) idet det rørformede element (4) glir i åpningen (11).

8. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at de rørformede elementer (4) er fremstilt av stålrør ringforsterket ved hjelp av armeringsfiberkabler.

9. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at armeringskabelen er fremstilt av glassfibre, karbonfibre eller aramidfibre innlagt i en polymer matriks.