NO327907B1 - Fremgangsmate og anordning for detektering av lekkasjer i ringrommet i et stigeror - Google Patents

Description

FREMGANGSMÅTE OG ANORDNING FOR DETEKTERING AV LEKKASJER I RINGROMMET I ET STIGERØR

Den herværende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og en anordning til detektering av trekk ved et fluid som er til stede i et ringrom i et stigerør plassert i havet, mellom havoverflaten og havbunnen.

De fleksible rør som brukes i slik som stigerør (engelsk: riser) plassert mellom havoverflaten og havbunnen, er velkjent blant fagfolk og stemmer over ens med spesifikasjoner som er listet opp særlig i de aktuelle anbefalinger fra American Petroleum Institute (API). Et fleksibelt rør forbinder et flytende system (plattform, lekter osv.) og et brønnhode - eller en manifold plassert på havbunnen. Den sone hvor parti-et av fleksibelt rør hviler på havbunnen, er sonen som kalles kontaktpunkt (touch down point). Det parti av det fleksible rør som hviler på havbunnen mellom kontaktpunktet og brønnho-det og/eller annet forbindelsesorgan, blir vanligvis benevnt med det engelske uttrykk "flow line". Det fleksible rør ut-gjøres av en mer eller mindre kompleks konstruksjon og omfatter generelt i den enkleste utførelsesform, utenfra og innover, en ytre polymerisk mantel, armeringslag som hvert består av en vikling med lang stigning av en formtråd, og en indre polymerisk mantel kalt trykkmantel. Det rom som er avgrenset mellom de to polymeriske mantler, utgjør ringrommet hvor armeringslagene og et trykkhvelv, når det fleksible rør omfatter et slikt, er plassert.

Det fluid som sirkulerer i rørets sentrale rør eller boring (engelsk: bore) omfatter et visst antall komponenter som kan diffusere fra det sentrale rør mot ringrommet, slik som for eksempel gasser som H2S, C02, CH4, vann, hvorav visse kan kon-densere og mer eller mindre delvis fylle det fleksible rørs ringrom. Dessuten kan det sjøvann som omgir det fleksible rør, likeledes bli drevet til å trenge inn i ringrommet, - enten ved diffusjon eller som følge av en brist i den ytre polymeriske mantel og fremkalle diverse omstendigheter.

Når det i ringrommet har trengt inn i det minste ett av de elementer som er nevnt spesielt ovenfor, kan det således oppstå en korrodering av de metalltråder som er til stede i ringrommet, hvilken etter en viss tid kan føre til ødelegg-else av nevnte metalltråder og derved av det fleksible rør. Når det er sjøvann som trenger inn og blir værende i ringrommet, kan det oppstå lignende korrosjonsfenomener som dem nevnt tidligere.

Når ringrommet er fyllt av sjøvann, kondensat eller gasser, eller når det er helt tomt, finnes det midler for å gjenkjen-ne disse to situasjoner. Men når ringrommet er delvis fullt ville man ikke kunne vite om det er delvis fylt og heller ikke hvilket fluid som fyller det.

US-patent 3972223 beskriver et stigerør med en trykksensor for å måle trykktopper i et ringrom grunnet slag mot røret. Dokumentet GB 2320760 beskriver en sensor for å måle ringromstrykket i et ikke-marint rør.

Den herværende oppfinnelse har som formål en fremgangsmåte for å bestemme i det minste trekk ved det fluid som fyller ringrommet, så vel som en anordning for gjennomføring av fremgangsmåten. Dessuten er det nå mulig ikke bare å regne ut fyllingsgraden eller inntrengningen i ringrommet, men likeledes å oppnå informasjon om fyllingsfluidets natur.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved at den består i det minste i å detektere og å måle fluidtrykket i ringrommet og å sammenligne det med det hydrostatiske trykk som råder utenfor nevnte stigerør, for å bestemme en eventuell forskjell mellom det målte trykk og det hydrostatiske trykk, hvor nevnte trykkforskjell er representativ for graden av inntrengning av nevnte fluid i nevnte ringrom.

På denne måte vil det være mulig å ta hensyn til denne inntrengning for å planlegge en eventuell intervensjon på det fleksible rør. Denne intervensjon kan være evakuering av fyl-lingsfluidet for, i tilfellet inntrengning av sjøvann, å unngå en for rask korrodering av metalltrådene.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen, detekteres fyllingsfluidets saltholdighet for å bestemme om det består av sjø-vann eller av et kondenseringsprodukt.

Anordningen ifølge oppfinnelsen er oppfunnet for å detektere i det minste ett av de fysiske trekk ved et fluid som er til stede i ringrommet i et stigerør plassert i havet mellom havoverflaten og havbunnen, og den nevnte anordning er karakterisert ved at den omfatter i det minste én sensor for trykket til fluidet som råder i nevnte ringrom, hvor sensoren fortrinnsvis befinner seg i nærheten av det fleksible rørs kontaktpunkt på havbunnen.

Et annet trekk ved den herværende oppfinnelse er dessuten å montere en saltholdighetssensor i ringrommet, fortrinnsvis nær trykksensoren, hvor saltholdighetssensoren angir om det dreier seg om sjøvann, og hvis ikke, å gjøre det mulig å trekke den slutning at inntrengningsfluidet er et kondenseringsprodukt.

Andre fordeler og trekk vil fremgå ved gjennomlesning av en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen så vel som av den vedføyde tegning, på hvilken enkeltfiguren fremstiller et skjematisk oppriss av et stigerør som er neddykket i havet, med en detalj av en konstruksjon av et fleksibelt rør og plasseringen av sensorer i ringrommet.

Et stigerør eller en "riser" utgjøres, innenfor den herværende oppfinnelses ramme, av et fleksibelt rør 1, hvis ene ende 2 er koplet til en flytende konstruksjon F plassert på havets overflate, og hvis andre ende 3 er forbundet med et brønnboringshode og/eller med en undervannskopling eller manifold, angitt samlet med henvisningstallet 4. Det fleksible rør omfatter et parti 5 som skråner lett i forhold til verti-kalen, og et horisontalt parti 6 som hviler på havbunnen 7 og som av fagfolk blir kalt "flow line". Overgangssonen mellom de to partier 5 og 6 er en kontaktsone 8 hvor det fleksible rør 1 kommer i kontakt med havbunnen 7, og kontaktsonen 8 ut-gjør det som fagfolk kaller "touch down point".

Det fleksible rør 1 utgjøres av et visst antall konstruk-sjonselementer som utenfra og innover omfatter en ytre polymerisk mantel 9, i det minste to armeringslag 10, 11 og en indre polymerisk mantel 13. Alt etter hvilken type fleksibelt rør som brukes, omfatter sistnevnte også et trykkhvelv 12 og et indre metallisk skrog 14. Detaljene ved konstruksjonsele-menter og typene fleksibelt rør er gitt i diverse anbefalinger fra API.

Mellom den ytre mantel 9 og den indre mantel 13 er avgrenset det som tradisjonelt kalles et ringrom, som er angitt ved henvisningstallet 15, og i hvilket i det minste armeringslagene og trykkhvelvet, når slikt finnes, er plassert.

I det fleksible rør 1 og nærmere bestemt i den sentrale boring eller "bore" blir det sirkulert et fluid, for eksempel råolje omfattende et visst antall bestanddeler slik som H, H2S, C02, CH4, vann osv., hvilke er tilbøyelige til å diffusere på tvers av konstruksjonselementene i det fleksible rør og komme inn i ringrommet 15, hvor det kan forekomme dannelse av et kondensat slik som vann, for eksempel.

En annen årsak til nærvær av vann i ringrommet 15 er utetthet i den ytre mantel 9, hvilken utetthet kan være resultat av en sprekk, av hvilken som helst årsak, i nevnte ytre mantel 9. Under disse omstendigheter trenger sjøvannet inn og inntar r i ngromme t 15.

Ifølge den herværende oppfinnelse er det plassert én og fortrinnsvis to sensorer 16 og 17 i ringrommet 15 i nærheten av hverandre og i kontaktsonen 8. Sensoren 16 detekterer og eventuelt måler det trykk som råder i ringrommet 15, mens sensoren 17 detekterer og eventuelt måler saltholdigheten i det fluid som er til stede i ringrommet 15.

Fremgangsmåten består, etter detektering, i å sammenligne trykket i ringrommet med det hydrostatiske trykk som råder omkring det fleksible rør 1. Når trykket i ringrommet er likt det hydrostatiske trykk, da er det sikkert at ringrommet er fullstendig inntatt eller overflømmet av et sjøvannsfluid eller kondenseringsprodukt. Når derimot de to trykk, ringromstrykket og det hydrostatiske trykk, er forskjellige, og særlig når trykket i ringrommet er mindre enn det hydrostatiske trykk, blir det mulig å bestemme eller regne ut over-flømmingshøyden ved hjelp av forskjellen mellom trykkene. Overflømmingsfluidets natur blir bestemt av sensoren 17. Når saltholdighetsgraden S er nær eller lik null, blir da over-flømmingsfluidet vurdert å være et kondenseringsprodukt. Derimot, når S er mye høyere enn null, eller nær saltholdigheten til havet omkring, kan overflømmingsfluidet da vurderes å være sjøvann. Under disse forhold er sannsynligheten for en tilfeldig lekkasje på tvers av den ytre mantel relativt bety-delig og en intervensjon på det fleksible rør er om ikke uunnværlig, så i det minste ønskelig for å unngå en ødeleg-gelse av det fleksible rør på sikt.

I ovenstående er sensoren eller sensorene plassert i ringrommet og i nærheten av kontaktpunktet for det fleksible rør. Når sistnevnte omfatter et mellomværende endestykke (engelsk: end fitting) i nærheten av kontaktpunktet, er det mulig å montere målesensoren eller målesensorene i nevnte mellomværende endestykke idet de målinger som utføres av sensoren eller sensorene, er likeverdige med dem som oppnås i ringrommet .

Ifølge en alternativ utførelsesform, settes trykksensoren 16 inn i stigerørets løpende lengde. Differensialmålingen mellom det trykk som råder i ringrommet og det utvendige hydrostatiske trykk som råder på det dyp hvor sensoren befinner seg, gjør det mulig å bestemme overflømmingsgraden i ringrommet i det stigerørsparti som befinner seg ovenfor sensoren. Det innvendige hydrostatiske trykk kan utledes fra sensorens an-slåtte posisjon eller det kan måles med en spesiell sensor. Denne utførelsesform gjør det for eksempel mulig å måle over-flømmingen av ringrommet i de dynamiske soner, særlig i det høytliggende parti av rørstrengen nedenfor strekkanordningen, eller, når stigerøret har S-utforming, nedenfor bølgen (bøy-ningspunktsonen).

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for detektering av egenskaper ved et fluid som er til stede i et ringrom (15) i et fleksibelt sti-gerør (1) plassert i havet, mellom nevnte havs overflate og bunn (7), karakterisert ved at den består i det minste i å detektere og å måle fluidtrykket i ringrommet (15) og å sammenligne det med det hydrostatiske trykk som råder utenfor nevnte stigerør (1), for å bestemme en eventuell forskjell mellom det målte trykk og det hydrostatiske trykk, hvor nevnte trykkforskjell er representativ for graden av nevnte fluids overfløm-ming av nevnte ringrom (15).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den dessuten består i å måle saltholdigheten til det fluid som er til stede i ringrommet (15).

3. Anordning for detektering av i det minste fysiske egenskaper ved et fluid i ringrommet (15) i et fleksibelt stigerør (1) som er plassert i havet, mellom nevnte havs overflate og bunn (7), karakterisert ved at anordningen innvendig i ringrommet (15) omfatter i det minste en sensor (16) for det fluidtrykk som råder i ringrommet (15) og hvor sensoren (16) er montert i et mellomværende endestykke i det fleksible stigerør (1) hvor det mellomværende endestykket er plassert i nærheten av et kontaktpunkt (8) hvor det fleksible rør (1) kommer i kontakt med havbunnen (7).

4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at den dessuten omfatter en saltholdighetssensor (17) for fluidet i ringrommet (15) hvor saltholdighetssensoren (17) er innrettet til å kunne måle saltholdigheten av det fluid som befinner seg i ringrommet (15), og hvor saltholdighetssensoren (17) er montert i det mellomværende endestykket, idet endestykket er anbrakt i nærheten av kontaktpunktet (8) hvor det fleksible rør (1) kommer i kontakt med havbunnen (7).