NO327932B1 - Teleskopskjot - Google Patents

Abstract

Den foreliggende oppfinnelse angår en teleskopskjøt (1) for benyttelse i et stigerør (2) som strekker seg mellom en flytende struktur (3) og en undersjøisk installasjon (4) omfattende et ytre element (100) og et indre element (101) glidbart anordnet innenfor det ytre element (100), slik at det dannes en innvendig passasje (102) for brønnfluider, det indre og ytre element har tetningselementer (135, 138) mellom dem slik at det defineres ringformede kammer (123, 124, 125) separert fra brønnfluidet ved tetningselementene (135, 138) og tilpasset for et barrierefluid, hvor teleskopskjøten omfatter anordninger for å introdusere et barrierefluid inn i nevnte kammer (123) slik at brønnfluider forhindres fra å komme inn i kamrene (123).

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en teleskopskjøt for benyttelse i et stigerør mellom en flytende struktur og en undervannsinstallasjon, hvor teleskopskjøten vil kompensere for vertikal bevegelse mellom den flytende strukturen og undervannsinstallasjonen.

Et marint stigerør forbinder en undervanns installasjon, som feks. et brønnhode, hvilken har en fast posisjon relativt til sjøbunnen, med en bevegelig flytende struktur. Den flytende strukturen vil som en konsekvens av værforholdene og hvordan disse påvirker den flytende strukturen, beveges relativt i forhold til sjøbunnen. På grunn av dette er det et behov for et strekksystem om bord på den flytende strukturen forbundet mellom den flytende strukturen og stigerøret, hvilket system reguleres for å holde et fast strekk i stigerøret uavhengig av bevegelsene til den flytende strukturen. Med et hovedsakelig vertikalt stigerør er det også et behov for å holde et gitt strekk i stigerøret for å forhindre at stigerøret kollapser og/eller bukler.

Det marine stigerøret fungerer som en føring mellom overflaten og brønnhodet. Når det benyttes for boreaktiviteter er det kalt et borestigerør. Når man utfører overhalingsoperasjoner eller intervensjonsarbeid på en brønn har det vært vanlig å benytte et arbeidsstigerør som er innført i det marine stigerøret. Grunnen for dette er at det marine stigerøret ikke er designet for å motstå høye trykk som man kan oppleve når man arbeider på en "levende" brønn. I overhalingssituasjoner er det noen ganger et behov for å føre utstyr inn i arbeidsstigerøret. Siden den øvre enden av stigerøret holdes i relativ posisjon i forhold til sjøbunnen og den flytende strukturen beveger seg er det en sikkerhetsrisiko for personalet som utfører arbeidet, og et begrenset værvindu hvor man kan utføre arbeidet. En løsning for et slikt system er å tilveiebringe en teleskopskjøt i stigerøret. Med en slik løsning kan den nedre delen av stigerøret holdes ved et konstant strekk mens den øvre delen av stigerøret kan reguleres for å følge bevegelsen av den flytende strukturen og derved gi et sikrere arbeidsmiljø for personalet. Det er kjent flere

teleskopskjøtkonfigurasjoner for benyttelse i et stigerør.

I NO 169027 og NO 322172 er det beskrevet en volum- og trykk/aksial kraftkompensert teleskopskjøt. Disse teleskopskjøtene er tilpasset slik at de kan opereres med et innvendig trykk i stigerøret. Det dynamiske tetningssystemet i disse publikasjonene må kunne operere med et partikkelforurenset fluid og et borefluid i et ringformet kammer dannet mellom de to delene av teleskopskjøten. Det er en potensiell risiko for slitasje av tetningene og tetningsoverflatene når disse utsettes for operasjon i et partikkelforurenset miljø, og den økte lengden forårsaket av den volumkompenserte seksjonen kan også være en ulempe. Det siste angår spesielt borerigger hvor plass for håndtering og krankapasiteter er begrensende faktorer.

I patent NO 315807 Bl er det beskrevet benyttelse av en teleskopskjøt i et arbeidsstigerør, hvor teleskopskjøten teleskoperer og regulerer en øvre ende av stigerøret sammen med en arbeidsplattform, når det ikke er trykk inne i stigerøret, men hvor teleskopskjøten vil være fullt utstrukket når det er trykk inne i stigerøret. I NO 317295 Bl er det beskrevet en annen teleskopskjøt for et stigerør, hvor teleskopskjøten er låst i en fullt sammenslått posisjon for å håndtere høytrykk inne i stigerøret.

IWO 90/05236 er det beskrevet en riser med et volum- og trykkbalansert teleskop for bevegelseskompensering mellom en flytende struktur og havbunnen.

En hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å forbedre arbeidsmiljøet for tetningene i en teleskopskjøt i en riser, redusere den totale størrelsen og lengden av en teleskopskjøt mens man samtidig opprettholder funksjonaliteten i operasjon for å være tilpassbar til de forskjellige operasjonsmodus. Det er en annen hensikt å tilveiebringe en teleskopskjøt hvor partikler og aggressive fluider har mindre innflytelse på levetiden for tetningene og tetningsoverflatene i teleskopskjøten. En annen hensikt er å tilveiebringe en teleskopskjøt som på en bedre måte kan håndtere sidelaster og trykkdifferanser over tetningene i skjøten. Det er også en hensikt å tilveiebringe en teleskopskjøt hvor man kan teste tetningsbarrierene for å sikre og verifisere at teleskopskjøten ikke lekker. Det er også en hensikt å tilveiebringe en teleskopskjøt hvor et øvre parti av skjøten kan reguleres i forhold til bevegelsene av den flytende strukturen mens man beholder strekk i den nedre delen av stigerøret. Det er også en hensikt å tilveiebringe en teleskopskjøt som er volumkompensert.

Disse hensikter er oppnådd med en teleskopskjøt i henhold til oppfinnelsen som definert i de etterfølgende krav.

Den foreliggende oppfinnelse angår en teleskopskjøt for benyttelse i et stigerør som strekker seg mellom en flytende struktur og en undersjøisk installasjon, omfattende et ytre element og et indre element som er glidbart anordnet inn i det ytre element hvilke danner en indre strømningspassasje for brønnfluider inne i den og gjennom teleskopskjøten. Et stigerør kan være et langstrakt element med et innvendig kammer som strekker seg i en hovedsakelig vertikal retning mellom den undersjøiske installasjonen og den flytende strukturen. Den undersjøiske installasjonen kan være et brønnhode, en mannifold eller annet utstyr posisjonert på sjøbunnen. Det er også den muligheten at den undersjøiske installasjonen er posisjonert i en avstand fra sjøbunnen, men at den holdes i en fast posisjon relativt sjøbunnen. Den flytende strukturen kan være en hvilken som helst flytende struktur, en halvt nedsenkbar plattform, et produksjons- og/eller lagringsfartøy. Det ytre elementet kan være anordnet i forbindelse med en øvre eller nedre del av stigerøret, dvs. det er sett for seg at teleskopskjøten kan snus rundt. I henhold til oppfinnelsen er det indre og ytre elementet dannet med tetningselementer mellom dem slik at det defineres i det minste et ringformet kammer mellom det indre og det ytre elementet i forskjellige tilstander av teleskopskjøten, som teleskoperende, fullt utstrukket og/eller fullt sammenslått. Det ringformede kammeret er tilpasset for et barrierefluid som har flere funksjoner hvor én av disse er å virke som et barrierefluid for tetningselementene. 1 det minste ett av tetningselementene skiller et brønnfluid inne i den intern strømningspassasjen fra dette ringformede kammeret, og i henhold til oppfinnelsen omfatter skjøten også anordninger for å forhindre brønnfluidene fra å komme inn i barrierefluidet.

Partikler og aggressive fluider inne i den innvendige strømningspassasjen av teleskopskjøten kan betydelig redusere levetiden for tetninger og tetningsoverflater i teleskopskjøten. Dette er ytterligere forsterket om trykkforskjellen over tetningene er høy og den aggressive siden har det høyere trykket. I henhold til et aspekt av oppfinnelsen er dette løst ved å ha et arrangement som forhindrer brønnfluider fra å komme inn i barrierefluidet, hvilket arrangement omfatter anordninger for å regulere trykket av barrierefluidet inne i det ringformede kammeret. Ved å ha trykkdifferansen mellom brønnfluidene og barrierefluidet ved en gitt verdi, hvor barrierefluidet holdes ved et høyere trykk enn brønnfluidet vil man oppnå et forbedret arbeidsmiljø for tetningselementene. Når en teleskopskjøt er utsatt for en strøm av brønnfluider, må ikke tetningsslitasje forårsake lekkasjer av brønnfluider til omgivelsene og det må være mulig å teste tetningsbarrierene for å verifisere at teleskopskjøten ikke lekker. Dette er løst i henhold til oppfinnelsen ved trykkdifferansen mellom barrierefluidet og brønnfluidet og man kan overvåke barrierefluidet for å overvåke tilstanden av tetningselementene i teleskopskjøten.

I henhold til oppfinnelsen omfatter teleskopskjøten en kontrollsylinder omfattende et første og andre kammer som hver omfatter ett stempel, hvilke stempler er forbundet av en stempelstang og derved mekanisk forbundet til hverandre. Det første kammeret kan på én side av det første stempelet vendt vekk fra det andre stempelet eller stempelstangen, være i forbindelse med det ringformede kammeret og den andre siden av stempelet er i kontakt med en første fluidkilde. Den første fluidkilden er fortrinnsvis en fluidkilde med et barrierefluid. Det andre kammeret på en side av det andre stempelet som vender vekk fra det første stempelet eller stempelstangen, er i fluidkontakt med den innvendige strømningspassasjen og danner derved en kompensatorfunksjonalitet for brønnfluidet. Den andre siden av det andre stempelet er i kontakt med en andre fluidkilde. Arealene av de to stemplene som vender vekk fra hverandre kan ha forskjellige verdier og derved gi muligheten for å regulere posisjoneringen av den øvre delen av teleskopskjøten relativt i forhold til det flytende fartøyet, som å følge det, ha en gitt bevegelse eller holdes i ro i forhold til sjøbunnen. Hvor man samtidig holder et strekk i den nedre delen av stigerøret.

I henhold til et aspekt gjennomskjærer stempelstangen et mellomliggende kammer anordnet mellom det første og andre kammer og det mellomliggende kammeret er i fluidforbindelse med en tredje fluidkilde, denne tredje fluidkilden kan være barrierefluidet, den samme fluidkilden som den første fluidkilden eller en annen kilde. Dette mellomliggende kammeret kan ha et barrierefluid ved et gitt eller regulert trykk som forhindrer ethvert brønnfluid fra å blande seg med barrierefluidet.

I henhold til et annet aspekt av oppfinnelsen er en del av det første kammeret i fluidforbindelse med det ringformede kammeret og er i forbindelse med i det minste én akkumulator som danner en kompensatorfunksjonalitet for barrierefluidet i det ringformede kammeret. Dette kontrollsylinderarrangementet kan være dannet av en separat sylinder eller inkludert i det indre og ytre element eller dannet mellom dem.

I henhold til et annet aspekt av oppfinnelsen kan arrangementet omfatte en fluidkrets omfattende anordninger for å sirkulere barrierefluidet inne i det ringformede kammeret. Denne sirkulasjonen kan oppnås ved å ha et system med en rørledning og en enveisventil hvor det er teleskopeffekten av teleskopskjøten som gir pumpevirkningen inne i fluidkretsen; en annen mulighet er å ha spesifikke anordninger som en pumpe for å tilveiebringe sirkulasjonen. Man kan også ha et system tilpasset for begge disse løsningene for å tilveiebringe sirkulasjon. I henhold til et annet aspekt kan fluidkretsen omfatte anordninger for å filtrere og/eller kjøle barrierefluidet inne i det ringformede kammeret av teleskopskjøten. Teleskopskjøten vil under dens operasjon oppleve sidelaster og trykkdifferanser over tetningselementene i teleskopskjøten, og disse situasjonene vil forårsake friksjon mellom relativt bevegelige deler som f.eks. tetningselementene og tetningsoverflatene når de utsettes for aksial bevegelse under teleskopbevegelsen. Denne friksjonen genererer varme og avhengig av hastigheten, er det nødvendig med kjølingen og smøringen for å unngå tetningsskader og ødeleggelse, mulig sammenklemming av relativt bevegelige deler i teleskopskjøten, hvilket er løst ved dette aspektet av den foreliggende oppfinnelse som angitt ovenfor.

I henhold til et ytterligere aspekt av oppfinnelsen omfatter teleskopskjøten anordninger for å tilveiebringe muligheten av å regulere den øvre delen av teleskopskjøten i en gitt posisjon relativt det flytende fartøy, og samtidig holde strekk i den nedre delen av stigerøret. Ved dette oppnår man et system hvor personellet som arbeider på fartøyet med utstyr som skal introduseres inn i stigerøret kan arbeide på en plattform som har en fiksert posisjon relativt til fartøyet og den øvre delen av stigerøret. Dette vil redusere risikoen for personskader når man arbeider med utstyret. Det samme systemet kan også benyttes for å opprettholde en relativ posisjon mellom et "nedihulls" verktøy og brønnen, ved å regulere den øvre delen av stigerøret i forhold til de værinduserte bevegelsene av fartøyet. Dette kan man oppnå ved å regulere trykket fra barrierefluidet på overflatene dannet av elementene som danner teleskopskjøten hvor disse overflatene virker sammen med overflatene påvirket av trykket i brønnfluidet. Ved å kontrollere trykket fra barrierefluidet på de forskjellige arealene kan man regulere posisjonen av den øvre delen av teleskopskjøten slik at den følger bevegelsen til fartøyet, beveger den på en annen måte eller holdes i en fiksert posisjon relativt til fartøyet. Overflatene kan være inne i teleskopskjøten og/eller anordnet i deler av teleskopskjøten anordnet utvendig det indre og ytre elementet.

Teleskopbevegelsen av det indre og ytre elementet av teleskopskjøten vil forårsake volumendringer inne i stigerøret. For å forhindre trykkvariasjoner, hvilke kan være ødeleggende for tetninger og reservoaret, er det nødvendig at stigerøret er forbundet til et kompenserende volum. Dette kompenserende volumet kan enten være på linje med riseren som beskrevet i søkerens eget patent NO 322172 eller som i henhold til et annet aspekt av oppfinnelsen forbundet gjennom en åpning i stigerørsveggen og/eller ett av elementene som danner teleskopskjøten, og forbinder den innvendige boringen med en tank eller anordning med en kompensatorfunksjonalitet.

I henhold til et ytterligere aspekt er det indre elementet dannet med en endeseksjon, hvor en del av den ytre veggen av endeseksjonen er i anlegg mot en første indre vegg av det ytre element. Det er anordnet dynamiske tetningselementer i denne forbindelsen mellom det indre og ytre element. Denne endeseksjonen omfatter videre et avtrappet parti. Det avtrappede parti er dannet med en mindre diameter sammenlignet med den ytre veggen av endeseksjonen. En ytre vegg av det avtrappede parti er i anlegg mot en andre vegg i en sammenslått stilling av teleskopskjøten hvor det er anordnet statiske tetningselementer i denne forbindelsen. Avtrappingen er dannet for å forhindre de statiske tetningene fra å være i tettende kontakt når teleskopskjøten er i en normal teleskoperende tilstand. T en sammenslått og/eller fullt ut utstrukket posisjon av teleskopskjøten kan det være dannet et andre ringformet kammer mellom det indre element og det ytre element mellom den første og andre vegg, hvilke i en utførelse er dannet av det ytre element. Dette andre ringformede kammer er tettet i forhold til omgivelsene av dynamiske tetningselementer mellom det indre og ytre element og statiske tetningselementer mellom det indre element og den andre vegg. De dynamiske tetningselementene er tetningselementene som separerer brønnfluidene fra barrierefluidet under teleskoperende bevegelser av forbindelsen og de statiske tetningselementene separerer brønnfluidet fra det andre ringformede kammeret i en sammenslått tilstand av skjøten. Teleskopskjøten omfatter videre anordninger for å tilføre barrierefluid til det andre kammer, fortrinnsvis ved et trykk høyere enn brønnfluidet, som forhindrer brønnfluidene fra å komme inn i det andre kammeret i en sammenslått tilstand av skjøten.

I henhold til et annet aspekt kan den andre vegg være formet av et separat hodeelement anordnet bevegelig relativt det ytre element og hvilket danner et tredje ringformet kammer mellom hodeelementet og det ytre element med tetningselementer anordnet rundt dette tredje ringformede kammeret, og det ytre element omfatter anordninger for å tilføre et fluid til det tredje ringformede kammeret. Dette gir muligheten av å holde de statiske tetningselementene mellom det avtrappede partiet av det indre element og den andre vegg, som virkelig statiske tetningselementer, ved å regulere trykket inne i det tredje ringformede kammeret og derved bevege hodeelementet i forhold til eventuelle bevegelser av det indre elementet i en kollapset tilstand av skjøten. Slike bevegelser kan oppstå på grunn av temperaturvariasjoner av elementene i skjøten.

I henhold til et ytterligere aspekt av oppfinnelsen kan det ytre element omfatte anordninger for å begrense bevegelsen av hodeelementet relativt det ytre elementet, disse kan f.eks. være skuldre inne i det ytre elementet av teleskopskjøten.

I henhold til et ytterligere aspekt av oppfinnelsen kan teleskopskjøten være låst slik at det indre og det ytre element er holdt i en relativ posisjon til hverandre. Dette kan gjøres i henhold til ett aspekt i enhver posisjon mellom en fullt utstrukket og en fullstendig sammentrukket posisjon. Dette kan gjøres ved å låse et innkompressibelt barrierefluid inne i det ringformede kammeret og derved forhindre ytterligere bevegelse mellom det indre og det ytre element av skjøten. I henhold til et annet aspekt kan låsefunksjonen oppnås ved å ha en låsemekanisme ved en ende av teleskopskjøten som forhindrer relativ bevegelse mellom de to delene.

En teleskopskjøt i henhold til oppfinnelsen kan omfatte noen eller alle de forskjellige aspektene av oppfinnelsen som beskrevet over.

Oppfinnelsen vil nå forklares med utførelser med referanse til de vedføyde tegningene, hvor: Fig. 1 viser en skjematisk skisse av et stigerør forbundet mellom den undersjøiske installasjonen og det flytende fartøyet,

Fig. 2 viser en utførelse av en teleskopisk skjøt i henhold til oppfinnelsen,

Fig. 3 viser en andre utførelse som fokuserer på forskjellige elementer av oppfinnelsen,

Fig. 4A-B viser en detalj i en sammenslått tilstand av skjøten,

Fig. 5 viser en detalj i en utstrakt tilstand av skjøten, og

Fig. 6 viser en mulig konfigurasjon for låsing av teleskopskjøten.

På fig. 1 er det vist en mulig konfigurasjon av en teleskopskjøt 1 anordnet i et stigerør 2 som strekker seg mellom en flytende struktur 3 og en undersjøisk installasjon 4. Den undersjøiske installasjonen 4 omfatter et undersjøisk tre 7 forbundet til brønnhodet. Stigerøret 2 er forbundet til det undersjøiske treet 7 med en nedre stigerørspakke 8 og en nødssituasjonfrakoblingspakke 9. Det er også anordnet en stresskjøt 10 i denne forbindelsen. Videre oppover i stigerøret 2 er det anordnet et svakt ledd 11 av stigerøret. Nærmere et kjellerdekk 13 av den flytende strukturen 3 er det anordnet en strekkskjøt 12, hvilken også kan tilveiebringe strekk i stigerøret 2. Teleskopskjøten 1 er anordnet nært til et boredekk 14. Over teleskopskjøten er det anordnet en hurtig låsekobling 15, en svivel 16, et adapter 17 under et overflatestrømningstre 18 anordnet i en strekkramme 19.

På fig. 2 er det vist en utførelse av en teleskopskjøt i henhold til ett aspekt av oppfinnelsen. Teleskopskjøten kan være posisjonert i et arrangement som det vist på fig. 1. Teleskopskjøten omfatter et ytre element 100 og et indre element 101 som definerer en innvendig strømningspassasje 102 i seg. Teleskopskjøten er slik konfigurert at det ytre elementet kan forbindes til den nedre del av stigerøret og det indre elementet kan forbindes til overflatestrømningstreet. Imidlertid kan man ha et motsatt arrangement, dvs. at det indre elementet forbindes til stigerøret og det ytre elementet forbindes til overflatestrømningstreet.

Det indre elementet 101 omfatter en hovedseksjon 130 med en ytre vegg 131 og en endeseksjon 132 med en større diameter enn hovedseksjonen 130. Overgangen fra hovedseksjonen 130 til endeseksjonen er dannet av en radial endeoverflate 133. Endeseksjonen 132 har en ytre vegg 134 og er formet med en avtrappet seksjon 136 med en ytre vegg 137 som har en mindre diameter enn den ytre veggen 134 av resten av endeseksjonen 132. Det er inne i det indre elementet formet en indre boring 139, hvilket i én ende har et traktformet parti 139b. Det ytre elementet er formet med et sylindrisk hus 140, hvilket har en første indre vegg 141 med en innvendig diameter. En ende av det sylindriske huset 140 er formet med en endeflens 142. Huset 140 er videre formet med en smalere seksjon 144 og en andre indre vegg 145 med en indre diameter mindre enn diameteren av den første indre veggen 141.

Det indre elementet 101 er bevegelig anordnet inne i det ytre elementet 100 og vist i en kollapset tilstand på fig. 2. Det er anordnet dynamiske tetningselementer 135 i forbindelsen mellom endeflensen 142 og hovedseksjonen 130, og mellom endeseksjonen 132 og den første indre vegg 141, som danner et indre kammer 123 mellom endeflensen 142, den første indre veggen 141, den radiale endeoverflaten 133 og ytre vegg 131 av hovedseksjonen 130 av det indre element 101. Dette indre ringformede kammer 123 kan fylles med et barrierefluid gjennom en første port 143 forbundet til en kontrollsylinder 103.

Kontrollsylinderen 103 omfatter et første kammer 104, inne i dette kammeret 104 er det anordnet et første stempelhode 105 forbundet til en stempelstang 116. En side av stempelhodet 105, som vender vekk fra stempelstangen 116 er i fluidforbindelse med det ringformede kammer 123 gjennom en første fluidlinje 114 fra det første kammeret gjennom den første porten 143. Den andre siden av stempelhodet 105 er i fluidforbindelse med en første fluidkilde 106. Det er i kontrollsylinderen 103 et andre kammer 118 med et stempelhode 120 forbundet til den samme stempelstangen 116. Den delen av kammeret på siden av stempelhodet 120 som vender vekk fra stempelhodet 120 er i fluidforbindelse med fluidet innenfor den innvendige strømningspassasjen 102 inne i teleskopskjøten gjennom en andre fluidlinje 122 og en tredje port 147 gjennom veggen av sylinderhuset 140 som leder inn i strømningspassasjen 102. Den andre siden av stempelhodet 120, med stempelstangen 116 er i kontakt med en andre fluidkilde 121. Det er i tillegg i denne utførelsen et mellomliggende kammer 115 mellom det første 104 og det andre 118 kammer. Dette mellomliggende kammeret 115 er i kontakt med en tredje fluidkilde 117 og er gjennomskåret av stempelstangen 116. Det er tetningselementer mellom stempelstangen og veggene som danner det mellomliggende kammeret 115 og holder derved barrierefluidet innenfor det første kammeret 104 og brønnfluidet innenfor det andre kammeret 118 fra fluidet i det mellomliggende kammeret 115, og oppnår dermed en separering av barrierefluidet fra brønnfluidet. Det er i tillegg forbundet en akkumulator 107 til det første kammer 104 på siden av stempelhodet 105 som er i fluidforbindelse med det ringformede kammer 123. Stempelhodet 105 og stempelhodet 120 er vist å ha lignende arealer, dette er imidlertid ikke nødvendig og i noen applikasjoner vil det være ønskelig å ha forskjellige arealer av de to sidene av de to stempelhodene som vender vekk fra hverandre.

Teleskopskjøten er på fig. 2 vist i en sammenslått posisjon. I denne posisjonen er det formet et andre annulært kammer 124 mellom det indre og ytre elementet, begrenset av de dynamiske tetningselementene 135 mellom den første indre veggen 141 og den ytre veggen 134 av endeseksjonen 132 og statiske tetningselementer 138 mellom den ytre veggen 137 av det avtrappede partiet 136 og den andre indre veggen 145 av den smalere seksjonen 144 av sylinderhuset 140. Dette andre ringformede kammer 124 er i kontakt med en kilde av barrierefluid gjennom en andre port 146 i det sylindriske huset 140.

På fig. 3 er det vist andre aspekter av oppfinnelsen. Lignende elementer er gitt samme referansenummer og bare forskjellene vil forklares. Det ringformede kammeret 123 er gjennom i det minste to porter 143a, 143b forbundet til en fluidkrets 119 for barrierefluidet innenfor det ringformede kammer 123. Denne fluidkretsen 119 omfatter pumpeanordninger 110 for mulig tvunget sirkulasjon av barrierefluidet, enveisventiler 112, 113 som forhindrer fluid fra å strømme i feil retning gjennom fluidkretsen 119 og en kjøler 109 og filteranordninger 108. Det er også forbundet en kontrollenhet 111 til kretsen for å regulere strømningen. Fluidkretsen 119 kan forbindes til den første fluidkilden 106 for tilførsel av fluid inn i kretsen. Det er også andre ventilarrangementer for å regulere strømningen operert av kontrollenheten 111.

På fig. 4A og 4B er det vist en detalj av et annet aspekt av oppfinnelsen. I denne utførelsen er teleskopskjøten vist i en fullstendig kollapset posisjon og man har statiske tetningselementer 138 i en forbindelse mellom en ytre vegg 137 av den avtrappede seksjonen 136 av det indre elementet 101. Den andre indre veggen 145' i denne utførelsen er for anlegg mot disse statiske tetningselementene 138 dannet av et hodeelement 150 anordnet bevegelig innenfor det ytre elementet 100. Hodeelementet 150 er formet av et hovedsakelig sylindrisk første parti 151, et radialt overgangsparti 152 og et hovedsakelig sylindrisk andre parti 153. Disse partiene har hovedsakelig den samme veggtykkelsen, og det første partiet 151 er dannet med en hoveddiameter som er større enn en hoveddiameter av det andre partiet 153. Det er anordnet dynamiske tetningselementer 135' mellom en ytre overflate av det første parti 151 og det ytre elementet 100 og dynamiske tetningselementer 135" mellom et parti forbundet til det ytre elementet 100 og det andre partiet 153 av hodeelementet 150. Det er mellom en overflate av overgangsparti et, en seksjon av det andre parti 153 og det ytre element 100 dannet et tredje ringformet kammer 125. Dette tredje ringformede kammeret 125 er i fluidkontakt med en fluidkilde gjennom en tredje fluidport 126. Et barrierefluid er tilført til dette tredje ringformede kammeret 125 med et trykk, og dette trykket er regulert slik at hodeelementet 150 beveges relativt det ytre elementet 100 men holdes i en relativ posisjon i forhold til det indre elementet 101, slik at man dermed får virkelige statiske forhold for de statiske tetningselementene 138. Hodeelementet 150 er relativt bevegelig i forhold til det ytre elementet 100 men begrenset i sin bevegelse i én retning av den første stoppeskulder 127 formet i forbindelse med det andre ringformede kammeret 124. Hodeelementet 150 er begrenset i sin bevegelse i motsatt retning av en andre stoppeskulder 128 dannet av en overflate av det tredje ringformede kammeret 125.

Hensikten med hodeelementet 150 er å sikre at de statiske tetningselementene 138 mot det teleskoperende indre elementet 101 forblir statiske. Det teleskopiske indre element 101 og det teleskopiske ytre element 100 vil være utsatt for små relative bevegelser forårsaket av forskjeller i lengde på grunn av temperatur, aksialkrefter og bøyemomenter. Denne størrelsen av relativ bevegelse kan være i størrelsen av flere millimeter avhengig av de påførte lastene og termiske transienter. Hodeelementet 150 er slik designet at påførsel av trykket til det tredje kammeret 125 aktuerer hodeelementet 150 mens bevegelsen er begrenset til betydelig mindre enn bevegelsen som behøves for å eksponere de dynamiske tetningene 135', 135". Dette sikrer effektivt at de statiske tetningselementene 138 forblir virkelig statiske mens de dynamiske tetningselementene 135', 135" alltid vil befinne seg i et ikke-eksponert tetningsområde.

En fullt utstrukket posisjon er vist på fig. 5.1 denne utførelsen kan man se at det er en mulighet å forme det indre elementet med en avtrappet seksjon 136' ved den motsatte enden av det indre elementet 101 sammenlignet med endeseksjonen. Denne avtrappede seksjonen 136' har en noe mindre ytre diameter sammenlignet med hovedseksjonen av det indre elementet 101. Den avtrappede seksjonen 136' er formet med en ytre vegg 137' hvor det anvendes statiske tetningselementer 138' mellom den ytre veggen 137' og en andre indre vegg 145'. Bevegelsen av det indre element i én retning langs lengdeaksen er forhindret av en stoppeoverflate 127' dannet av en skulder av et parti som danner en del av det ytre elementet 100.

De forskjellige aspekter av oppfinnelsen har nå blitt forklart med referanse til flere tegninger. En teleskopskjøt kan omfatte én, noen eller alle de forskjellige aspektene. Med en teleskopskjøt i henhold til oppfinnelsen kan man oppnå at det hydrauliske systemet for barrierefluidet opprettholder hydraulisk trykk over brønntrykket for å forhindre at partikler og brønnfluider trenger inn i barrierefluidet. I tillegg vil teleskopbevegelsen tilveiebringe en pumpeaksjon i forhold til barrierefluidet slik at det sirkulerer gjennom en kjøler uten benyttelse av en pumpe i smøresystemet. Kjølingen av barrierefluidet er fordelaktig siden høye aksiale hastigheter i kombinasjon med høye bøyekrefter forårsaker varmedannelse på grunn av friksjon.

Det hydrauliske systemet kan som sagt være forbundet til en ekstern høytrykksenhet (HPU) hvilket muliggjør inline strekking av teleskopskjøten og som hjelper til å tilveiebringe en lukkekraft når man beveger teleskopskjøten til kollapset (lukket) posisjon. Med dette må man relatere de forskjellige overflatene eksponert til de forskjellige fluidene i forhold til hverandre for å oppnå den spesielle effekten. Passiv kompensasjon kan være tilveiebrakt ved å lade hydraulikksystemet med trykk. En akkumulator vil tillate for volumendringer i hydraulikksystemet under teleskopbevegelsen. Hydraulikksystemet kan kontrolleres av et ledende/regulerende system eller kontrolleres i sekvens for dermed å tilveiebringe muligheten av å tilveiebringe aktiv (tvunget) kompenseringsbevegelse. Dette kan derved enten benyttes i forbindelse med wire-line verktøy/boreutstyr og kveilrør for å opprettholde en fiksert posisjon (relativt i forhold til brønnen) nede i brønnen for "verktøyene" ved å kompensere for riggbevegelsen. Den aktive kompenseringsmodusen kan automatisk snus til passiv tilstand i tilfelle det er en feilfunksjon i reguleringssystemet.

Det hydrauliske systemet kan være utstyrt med et partikkelfilter integrert i fluidkammeret og en kjøler som kan befinne seg innvendig i

teleksopskjøtsammenstillingen. Akkumulatoren vil dempe en tilbakeslagsbevegelse i stigerøret.

Når man opererer i ekstremt aggressive miljøer (høyt partikkelinnhold eller utsettes for substanser med alvorlig nedbrytning av tetningsmaterialer, f.eks. kjemikalier) kan det være en ulempe om volumkompensasjonen befinner seg i stigerøret. Ved å tillate volumkompensasjon på utsiden av teleskopskjøten, er tetningene mer lett tilgjengelig og designet av volumkompensatoren kan fasilitere for spyling av avfall, et flertall kamre for beskyttelse av hydraulikksmøringen og tetningene. Ved å eliminere volumkompensatoren som et kammer i linje, hvilket befinner seg i teleskopskjøten vil også lengden av teleskopskjøten betydelig reduseres. Dette er fordelaktig på rigger/fartøyer hvor rom og krankapasitet for håndtering er begrensende faktorer. Spesielt i forhold til tilpasning av eksisterende systemer kan dette ha betydning.

Teleskopskjøten i henhold til oppfinnelsen kan være låst i enhver posisjon, enten ved å lukke inne barrierefluidet i det første kammeret eller ved å ha en ekstern låsemekanisme.

Oppfinnelsen er nå forklart med utførelser, men en fagperson vil forstå at man kan utføre endringer eller modifikasjoner til systemet som er innenfor rammen av oppfinnelsen som definert i de etterfølgende krav.

Claims (10)

1. Teleskopskjøt (1) for benyttelse i et stigerør (2) som strekker seg mellom en flytende struktur (3) og en undersjøisk installasjon (4), omfattende et ytre element (100) og et indre element (101) glidbart anordnet innenfor det ytre elementet (100), slik at det dannes en innvendig strømningspassasje (102) for brønnfluider, det indre og ytre element har tetningselementer (135, 138) mellom dem som definerer et ringformet kammer (123, 124, 125) separert fra brønnfluidene av tetningselementene (135, 138), og tilpasset for et barrierefluid, hvor den omfatter arrangementer for å introdusere et barrierefluid inn i nevnte kammer (123, 124, 125) slik at brønnfluider er forhindret fra å trenge inn i kammeret (123, 124, 125), karakterisert ved at teleskopskjøten videre omfatter en kontrollsylinder (103) omfattende et første (104) og andre (118) kammer hver omfattende et stempelhode (105, 120), hvilke stempelhoder (105, 120) er forbundet av en stempelstang (116), hvor det første kammer (104) på en side av det første stempelhodet (105) vendt vekk fra det andre stempelhodet (120) er i forbindelse med det ringformede kammer (123) og den andre side av stempelhodet er i forbindelse med en første fluidkilde (106), det andre kammer (118) på en side av stempelhodet (120) som vender vekk fra det første stempelhodet (105) er i fluidkontakt med den indre strømningspassasjen (102) og den andre siden av det andre stempelhodet (120) med en andre fluidkilde (121).

2. Teleskopskjøt i henhold til krav 1, karakterisert ved at arrangementet omfatter anordninger for å regulere trykket i barrierefluidet for å forhindre brønnfluider fra å trenge inn i det ringformede kammeret (123).

3. Teleskopskjøt i henhold til krav 1, karakterisert ved at stempelstangen (116) skjærer gjennom et mellomliggende kammer (115) anordnet mellom det første (104) og andre (118) kammer og det mellomliggende kammer (115) er i fluidforbindelse med en tredje fluidkilde (117).

4. Teleskopskjøt i henhold til krav 1, karakterisert ved at en del av det første kammer (104) i fluidkontakt med det ringformede kammer (123) er forbundet til i det minste én akkumulator (117).

5. Teleskopskjøt i henhold til et av de foregående krav, karakterisert ved at det ringformede kammer (123) er forbundet til en fluidkrets omfattende anordninger (110, 111, 112, 113) for å sirkulere et fluid innenfor det ringformede kammer (123).

6. Teleskopskjøt i henhold til krav 5, karakterisert ved at fluidkretsen omfatter anordninger for filtrering (108) og/eller kjøling (109) av et fluid innenfor det ringformede kammeret (123).

7. Teleskopskjøt i henhold til et av de foregående krav, karakterisert ved at det indre element (101) er dannet med en endeseksjon (132), hvor en del av den ytre vegg (134) av endeseksjonen (132) er i anlegg mot en første indre vegg (141) av det ytre element (100), med dynamiske tetningselementer (135) i denne forbindelsen, endeseksjonen (132) omfatter videre et avtrappet parti (136) med en ytre vegg (138) av det avtrappede partiet (136) i anlegg mot en andre vegg (145) i en kollapset tilstand av teleskopskjøten hvor det er anordnet statiske tetningselementer (138) i denne forbindelsen.

8. Teleskopskjøt i henhold til krav 7, karakterisert ved at skjøten i en sammenkollapset tilstand danner et andre ringformet kammer (124) mellom det indre element (101) og det ytre element (100) mellom den første (141) og andre (145) vegg av det ytre element (100) og at den videre omfatter anordninger (146) for tilførsel av fluid til dette andre ringformede kammeret (124).

9. Teleskopskjøt i henhold til krav 7, karakterisert ved at den andre vegg (145) er dannet av et separat hodeelement (150) anordnet bevegelig relativt det ytre element (100) og hvilket danner et tredje ringformet kammer (125) mellom hodeelementet (150) og det ytre element (100) med tetningselementer rundt dette tredje ringformede kammeret (125) og det ytre element (100) omfatter anordninger (149) for å tilføre fluid til dette tredje ringformede kammer (125).

10. Teleskopskjøt i henhold til krav 9, karakterisert ved at det ytre element (100) omfatter anordninger (142) for å begrense bevegelsen av hodeelementet (150) relativt i forhold til det ytre element (100).