NO328921B1 - Fremgangsmate og anordning i forbindelse med stigeror - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår generelt marine stigerørsystemer og mer spesifikt et stigerørssystem med et stigerør med liten diameter som kan skyves til siden for å muliggjøre aksess inn i og ut av en brønn med et forings-rør med stor diameter, røroppheng og tetningsanordninger. Enda mer spesifikt angår foreliggende oppfinnelse en forskyvbar stigerørsforbindelse som kontinuerlig frembringer fluidkommunikasjon mellom brønnen og overflaten under hele forskyvningsoperasjonen og mens en aksesserer borehullet med stor diameter nedenfor stigerøret med liten diameter.

Boringsoperasjoner for utvinning av fralands forekomster av råolje og naturgass gjennomføres på stadig dypere vann. Boreoperasjoner på dypt vann gjennomføres typisk heller fra flytende fartøyer enn fra stasjonære plattformer som hviler på havbunnen og som vanligvis anvendes på grunt vann. Ifølge konvensjonelle fremgangsmåter blir et borefartøy dynamisk stasjonert, eller oppankret, ovenfor et brønnområde på havbunnen. Etter at det er etablert et brønnhode, monteres det en utblåsningssikring, utblåsningssikring (blow out preventer) på brønnhodet for å kontrollere trykket fra overflaten.

Undersjøiske brønner bores typisk med mange borehull med en diameter som avtar etter hvert som borehullet går dypere inn i jorden. Hvert borehull bekles med en foringsrørstreng som går inn i borehullet fra et brønnhode og som sementeres fast inne i borehullet. Boringen, installasjonen av forings-røret og sementeringen gjennomføres gjennom ett eller flere stigerør som går fra brønnhodet og opp til overflaten, for eksempel til et flytende borefartøy.

Et stigerør strekkes fra det flytende fartøyet til brønnhodeutstyret på havbunnen for å utføre nedihulls operasjoner. Stigerøret festes til brønnhode-utstyret og holdes på plass i strekk ved eller nær havoverflaten for å hindre at det kollapser. Under boringen av borehullet for brønnen, sendes en borestreng fra det flytende fartøyet ned gjennom stigerøret og brønnhodeutstyret og inn i borehullet.

Som et eksempel går et 53,34 centimeters stigerør fra en utblåsningssikring, utblåsningssikring montert på brønnhodet på havbunnen til boreplatt-formen på borefartøyet ved overflaten. Utblåsningssikringsstakken har typisk et 47,625 centimeters nominelt hull og anvendes ofte for boreoperasjoner på nesten ethvert havdyp fra et flytende fartøy. Det 53,34 centimeters stigerøret har typisk en nominell ytre diameter (OD) på 53,34 cm og en nominell indre diameter (ID) på 48,26 cm. Operasjonene gjennomføres således gjennom den 48,26 centimeters indre diameteren til det 53,34 centimeters stigerøret og den innvendige diameteren i utblåsningssikringsstakken.

Vanligvis er den største foringsrørstrengen som installeres i borehullet et foringsrør med en OD på 40,64 cm, og deretter, etter boring av det neste borehullet, installeres det et foringsrør med en OD på 33,9725 cm. Den neste foringsrørstrengen som installeres er typisk et foringsrør med en OD på 27,305 cm eller alternativt et foringsrør med en OD på 24,4475cm. Den neste foringsrørstrengen som kjøres er typisk enten et foringsrør med en OD på 17,78 eller 19,3675 cm.

Når foringsrøret går ned til en dybde hvor det utsettes for betydelige nedihullstrykk, må foringsrørstrengen føres inn i borehullet under kontrollerte forhold, dvs. gjennom et bore-stigerør og en utblåsningssikringsstakk. Det 33,9725 centimeters foringsrøret når typisk slike dybder og krever brønnkon-troll. Utblåsningssikringsstakken må således være stor nok til å ta imot den nye foringsrørstrengen, så som et 33,9725 centimeters foringsrør, som skal installeres under brønnkontroll. Et 40,64 centimeters stigerør vil ta imot for-ingsrør, røroppheng og brønnverktøy med en OD på opptil 34,29 cm og et 40,64 centimeters stigerør vil således tillate passering av et foringsrør med en OD på 27,305 cm eller mindre. Hverken en 40,64 eller 33,9725 centimeters foringsrørstreng kan passere gjennom et stigerør med en OD på 40,64 cm, slik at det kan være nødvendig med et stigerør på 53,34 cm.

Brønner bores på dypere vann, så som dyp på 3500 meter, noe som gir vanskeligheter med 53,34 centimeters stigerør. På grunn av drag-krefter fra strømninger og vekten av et 53,34 centimeters stigerør som er flere tusen meter langt og fullt av boregjørme, blir dette røret meget uhåndterlig, spesielt i et havmiljø. Stigerøret holdes i strekk fra det flytende borefartøyet, og når et stigerør med stor diameter er flere tusen meter langt, så krever det strekket som må påføres stigerøret veldig høye strekk-krefter på toppen av stigerøret ved fartøyet. Dette nødvendiggjør at stigerøret har økt styrke for å tåle det økte strekket og krever med det tykkere stigerørsvegger, som i sin tur øker stige-rørets vekt. Dess mer vekt som er nødvendig, desto større er det nødvendige strekket. Problemet blir således større når stigerørets lengde og størrelse øker.

Det flytende borefartøyet må håndtere det stigerøret som kreves for nedihulls operasjoner. Fartøyet må således være spesialutstyrt for å tåle stige-rør med stor diameter og deres medfølgende store strekklaster på dypt vann.

Boreoperasjonen må gjennomføres gjennom et stigerør som er stort nok til å ta imot borekronen, røroppheng, tetningsanordninger og i tillegg ha et ringrom rundt det nye foringsrøret som er stort nok til å føre ned og sementere foringsrøret. Borerøret er typisk et rør med en OD på 12,7 cm eller 13,97 cm, idet det større 13,97 centimeters OD røret typisk anvendes på dypere vann. Selv om typisk den første borekronen inn i brønnen er en 44,45 centimeters borekrone, kan det anvendes en ekspansjonskrone, så som en bunnutvider (eng: underreamer), hullåpner eller tosenterkrone når borekronen har en mindre OD for å passere gjennom et stigerør med liten diameter. Når den er nede i borehullet, vil borekronen bore et borehull med en større diameter.

Boregjørme sirkuleres ned gjennom borestrengen og returneres til far-tøyet gjennom ring rommet som dannes mellom stigerøret og borerøret. Det er nødvendig at det 53,34 centimeters stigerøret, som strekker seg over flere tusen meter, tåler all boregjørmen som er nødvendig for å bore brønnene. På grunn av tetthetsforskjellen mellom boregjørmen og sjøvann, må det store trykket som skapes av fluidsøylen i stigerøret med stor diameter inneholdes i stigerøret. Søylen med boregjørme kan være omtrent dobbelt så tung som sjø-vann slik at for hver meter dybde, er det omtrent 0,11 kg/cm<2> gjørmegradient-vekt, og med et dyp på 3000 meter, vil det kunne være et trykk på 350 kg/cm<2 >inne i stigerøret med stor diameter relativt til sjøvannet rundt stigerøret.

Borefluidene i stigerøret danner også en fluidsøyle som plasserer et hydrostatisk lokk på brønnen for brønnkontroll. Brønnkontrollen etableres ved å holde tettheten til borefluidet, og således det hydrostatiske trykket på den undersjøiske formasjonen, på et nivå som er tilstrekkelig til å hindre at produk-sjonsfluider under trykk i formasjonen overkommer det hydrostatiske lokket. Dersom det hydrostatiske lokket på brønnen ikke er tilstrekkelig, kan den trykk-eksponerte gassen og andre formasjonsfluider overstige det hydrostatiske lokket og føre til en utblåsning, som enkelte ganger kan føre til skade på utstyr, forurensning av havet og tap av liv.

På den annen side, dersom det hydrostatiske lokket er for stort, kan

trykket presse borefluider inn i formasjonen og forårsake tap av borefluider inn i formasjonen eller en reduksjon eller et tap av produksjonen. Dersom for mye borefluid tapes inn i formasjonen og nivået av borefluid i stigerøret synker, kan det hydrostatiske lokket bli lavere enn trykket i formasjonen og forårsake en utblåsning. Videre kan det hydrostatiske lokket stige så mye at det frakturerer formasjonen, som leder til ytterligere tap av sirkulasjon.

Ifølge tradisjonell praksis går strupings- og slamrør typisk fra borefar-tøyet til brønnhodet for å gi fluidkommunikasjon for brønnkontroll og sirkulasjon. Strupingsrøret er i fluidkommunikasjon med borehullet ved brønnhodet og går utenom stigerøret for å slippe ut gasser eller andre formasjonsfluider direkte til overflaten. Ifølge konvensjonell praksis forbindes en overflatemontert strupeventil til terminal enden av strupings-lederrøret. Tilbaketrykket nedihulls kan holdes tilnærmet i likevekt med det hydrostatiske trykket i søylen med borefluid i stigerørets ringrom ved å tilpasse utslippshastigheten gjennom strupeventilen.

Slamrøret anvendes primært for å kontrollere tettheten til boregjørmen. En fremgangsmåte for å kontrollere tettheten til boregjørmen er ved injeksjon av et relativt sett lettere borefluid gjennom slamrøret og inn i bunnen av stige-røret for å redusere tettheten til boregjørmen i stigerøret. Dersom det på den annen side er ønskelig å øke tettheten til gjørmen i stigerøret, injiseres tyngre boregjørme gjennom slamrøret.

I tillegg til slam- og struperørene, kan en brønn utstyres med et trykkfor-sterkerrør, inn gjennom hvilket ytterligere gjørme kan pumpes til et ønsket om-råde for å øke fluidhastigheten ovenfor det punktet og med det forbedre tran-sporten av borekaks til overflaten. Trykkforsterkerrøret kan også anvendes for å modifisere tettheten til gjørmen i ringrommet. Ved å pumpe inn lettere eller tyngre fluid gjennom trykkforsterkerrøret, kan den midlere tettheten til gjørmen ovenfor trykkforsterkerrørets tilkoplingspunkt varieres. Henvisninger i diskusjo-nen nedenfor til strupings-, slam- og trykkforsterkerrør skal forstås å inkludere trykkforsterkerrør der det er ønskelig. Selv om strupings-, slam- og trykkfor-sterkerrørene frembringer trykk-kontrollanordninger for å supplementere den hydrostatiske kontrollen fra fluidsøylen i stigerøret, er det stigerøret selv som frembringer den primære fluidkanalen til overflaten.

På dypt vann er imidlertid stigerøret kilde til mange ulemper. Fordi stige-rørets lengde må være tilnærmet lik vanndybden, er dypvanns-stigerør kost-bare og forholdsvis tunge. Borefartøyet må holde stigerøret i strekk for å for-hindre at det knekker under sin egen vekt. Stigerøret utsettes for sideveis krefter fra strømninger i vannet. I tillegg er det volumet boregjørme som er nødvendig for å fylle et dypvanns-stigerør betydelig. For en anvendelse på

3000 meters dyp, kan et 53,34 centimeters stigerør kreve mer enn 22680 liter (70% mer) mer gjørme for å fylles enn et 40,64 centimeters stigerør. Kostnad-ene ved å fremstille og håndtere det store volumet med boregjørme øker kost-nadene for brønnen.

US 4,147,221 fremgår det et marint stigerørsystem for anvendelse under dypvannsboringsoperasjoner fra et flytende fartøy. Stigerørsystemet tillater fråkopling av den nedre enden av stigerøret fra brønnhodet og muliggjør at stigerøret blir satt til side i en posisjon klar av brønnhodet.

Dersom det var mulig å redusere stigerørets størrelse, ville det bli lettere og mindre kostbart, samt at det ville utsettes for lavere strømningslaster.

Kostnaden i forbindelse med det volumet av boregjørme som er nødvendig for å fylle stigerøret ville bli tilsvarende redusert. Videre ville reduksjonen av stige-rørets størrelse deretter redusere behovet for å øke hastigheten til borefluidet for effektivt å løfte borekaks ut fra brønnen. På grunn av at stigerøret må være stort nok til å muliggjøre gjennompassering av forskjellige foringsrør og brønn-verktøy med stor diameter som skal føres inn i borehullet, har det imidlertid derfor hittil vært umulig å anvende et stigerør med en indre diameter som er mindre enn den ytre diameteren til disse objektene med stor diameter. Det er derfor ønskelig å frembringe et stigerørsystem med liten diameter som mulig-gjør hydraulisk kommunikasjon med og kontroll av en dypvannsbrønn, mens det samtidig muliggjør aksess til brønnen med utstyr med stor diameter. Det å anvende et stigerør med en liten diameter gjennom hele den nedihulls boreoperasjonen ville således gi mange fordeler.

Andre mål og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå fra den følgende beskrivelsen.

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører et stigerørsystem som går mellom en brønnhodeanordning på en havbunn og et flytende borefartøy på havoverflaten. Brønnhodeanordningen har en indre hullåpning. Systemet omfatter et stigerør konstruert for frigjørbar tilkopling til brønnhodeanordningen. Minst ett spenningsoverførende element omfatter minst en av følgende: strupeledning, drepeledning og forsterkningsledning, forbundet til nevnte stigerør og konstruert for å koples til brønnhodeanordningen for å opprette fluidkommunikasjon med brønnhodeanordningen. Ledningene forblir i fluidkommunikasjon med og tillater kontinuerlig opprettholdelse av fluidkommunikasjon til brønn-hodeanordningen når stigerøret er koblet fra brønnhodeanordningen.

Videre vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for installasjon av en eller flere strenger gjennom en hullåpning i en brønnhodeanordning. Fremgangsmåten omfatter på en tett måte å forbinde et stigerør til brønnhodeanord-ningen, frembringe fluidkommunikasjon i brønnhodeanordningen utenfor nevnte stigerør gjennom et spenningsoverførende element omfattende minst en av følgende: strupeledning, drepeledning og forsterkningsledning.

Videre omfatter fremgangsmåten boring av et borehull i brønnen, fråkopling av stigerøret fra brønnhodeanordningen, flytting av stigerøret for å muliggjøre aksess til hullet i brønnhodeanordningen, opprettholdelse avfluid-kommunikasjonen til hullåpningen i brønnhodeanordningen gjennom nevnte spenningsoverførende element mens stigerøret er frakoplet, opprettholdelse av strekkspenning mellom stigerøret og brønnhodeanordningen gjennom nevnte spenningsoverførende element mens nevnte stigerør er koplet fra brønnhodeanordningen, nedsenking av en foringsrørstreng med en utvendig diameter som er større enn den innvendige diameteren til stigerøret men mindre enn den indre diameteren til brønnhodeanordningen, og passering av foringsrørstrengen gjennom brønnhodeanordningen.

Stigerørssystemet ifølge foreliggende oppfinnelse kan anvende et stigerør med liten diameter mens det kontinuerlig frembringer hydraulisk kommunikasjon mellom brønnhodet og overflaten og med det opprettholder kontrollen over en dypvannsbrønn og samtidig muliggjør aksess til brønnen med utstyr med stor diameter. Stigerørssystemet tillater foringsrør og annet utstyr med stor diameter å plasseres i brønnen selv om stigerøret som frembringer fluidkommunikasjon med brønnen under boring har en mindre indre diameter enn den ytre diameteren til utstyret. Stigerørssystemet muliggjør videre aksess til brønnen med utstyret med stor diameter uten å kreve at stige-røret med liten diameter tømmes for boregjørme, at brønnen fylles med ekstra tung gjørme, eller at fluidkommunikasjonen med brønnen opphøres.

Mer spesifikt kan stigerørssystemet frembringe en delvis fråkopling mellom stigerøret og brønnen slik at stigerøret kan lukkes for å holde på søylen av borefluid i dette mens det fortsatt muliggjør fluidkommunikasjon med brønnen. Ifølge en foretrukket utførelsesform, når det er ønskelig å gi aksess til brønnen med utstyr med stor diameter, frakoples stigerøret med liten diameter fra en stigerørskopling med stor diameter som er forbundet til utblåsningssikringsstakken og brønnen. Strupings-, slam- og trykkforsterkerne forblir tilkoplet og åpne for fluidkommunikasjon mellom strømningshullet i stigerøret med liten diameter og brønnen. En eller flere fleksible tilkoplinger frembringes for å tillate det frakoplede stigerøret å skyves sideveis vekk fra stigerørskoplingen med stor diameter. Ifølge en foretrukket utførelsesform skyver hydrauliske veddere mot stigerørskoplingen og strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene for å skyve stigerøret med liten diameter ut, og således skape rom for aksess til stigerørskoplingen med stor diameter for å installere utstyr med stor diameter, så som foringsrør, ned i brønnhullet. Den samme hydrauliske bevegelsen gjør fortrinnsvis at en leder linjefører utstyret med stor diameter med toppen av stigerørskoplingen med stor diameter for å forenkle innføringen av utstyret med stor diameter i borehullet.

Selv om oppfinnelsen er egnet for forskjellige modifikasjoner og alterna-tive utførelsesformer, er spesifikke utførelsesformer av denne vist som eks-empler i figurene og vil her bli beskrevet i detalj. Det skal imidlertid forstås at figurene og den detaljerte beskrivelsen til disse ikke er ment å begrense oppfinnelsen til den spesifikke utførelsesformen som beskrives, men at det tvert om er meningen å dekke alle modifikasjoner, ekvivalenter og alternativer som faller innenfor tanken bak og rekkevidden av foreliggende oppfinnelse som defineres av de vedføyde patentkravene.

For en mer detaljert beskrivelse av den foretrukne utførelsesformen av foreliggende oppfinnelse, henvises det nå til de medfølgende figurene, hvor: Figur 1 er et skjematisk oversiktssnitt av stigerørssystemet konstruert ifølge en foretrukket utførelsesform av foreliggende oppfinnelse med stigerørs-koplingen tilkoplet og linjeført med stigerøret med liten diameter; Figur 2 er et skjematisk oversiktssnitt av stigerørssystemet i figur 1 hvor en skifter i stigerørssystemet er aktivert for å skyve stigerøret med liten diameter til siden for stigerørskoplingen med stor diameter. Figur 3 er et tverrsnitt tatt ved planet A-A i figur 2 og viser skifteren; og Figur 4 er et forstørret tverrsnitt av en tetningsanordning for på en tett måte å forbinde stigerørskoplingen med stor diameter med stigerøret med liten diameter i posisjonen som vist i figur 1.

Foreliggende oppfinnelse angår fremgangsmåter og apparat for å gjen-nomføre nedihulls operasjoner fra en fralands plattform gjennom et stigerørs-system med et stigerør som har liten diameter og som går ned til et undersjø-isk brønnhode mens det kontinuerlig opprettholder fluidkommunikasjonen mellom borehullet og overflaten. Forskjellige utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse frembringer et antall forskjellige konstruksjoner og operasjonsmåter. En må forstå at de forskjellige nyskapningene i utførelsesformene som disku-teres nedenfor kan anvendes separat eller i enhver hensiktsmessig kombina-sjon for å oppnå de ønskede resultater.

Stigerørssystemet ifølge foreliggende oppfinnelse inkluderer et stigerør med liten diameter som kan koples fra utblåsningssikringen for å oppnå aksess til borehullet for foringsrør med stor diameter mens en kontinuerlig opprettholder et hydrostatisk lokk for å kontrollere brønnen. Videre kan stigerørs-systemet inkludere en stigerørskopling med stor diameter som har den ene enden tilkoplet en undersjøisk utblåsningssikring og én eller flere hydrauliske forbindelser utgående fra utblåsningssikringen til stigerøret med liten diameter som går opp til overflaten. Stigerøret med liten diameter har en første posisjon hvor det er linjeført med og koplet til den andre enden av stigerørskoplingen og en andre posisjon hvor stigerøret med liten diameter ikke er linjeført med og frakoplet stigerørskoplingen med stor diameter. Stigerørssystemet inkluderer videre en skifter som beveger stigerøret med liten diameter fra den første posisjonen til den andre posisjonen.

Operasjoner nedihulls gjennomføres gjennom stigerøret med liten diameter i den første posisjonen. Når det er nødvendig med aksess med en større diameter, aktiveres skifteren for å flytte stigerøret med liten diameter til den andre posisjonen og med det muliggjøre aksess til brønnen gjennom stigerørskoplingen med stor diameter, utblåsningssikringen og brønnhodet.

I utgangspunktet med henvisning til figur 1, er det vist én utførelsesform av stigerørssystemet 10 ifølge foreliggende oppfinnelse i et eksempelvis operasjonsmiljø hvor nedihullsoperasjonen inkluderer boring og komplettering av brønnen. En typisk dypvannsboreoperasjon utføres fra et flytende borefar-tøy (ikke vist) og mer foretrukket fra et dual aktivitets borefartøy med dynamisk posisjonering. Den dynamiske posisjoneringen inkluderer rorpropellere (eng: thrusters) plassert rundt fartøyet for å holde fartøyet i posisjon mens havom-givelsene (vind, strøm og bølger) forsøker å bevege fartøyet.

Den undersjøiske brønnen inkluderer et borehull 12 som går nedihulls fra en brønnhodeanordning 14 utplassert på havbunnen 16. Brønnhodeanord-ningen 14 inkluderer en utblåsningssikringsstakk 18 med en 47,625 centimeter nominell indre hullåpning og inkluderer en eller flere utblåsningssikringer så som en annulær utblåsningssikring 18a, noen ganger betegnet en (eng: stripper) (ikke vist), og/eller en vedder-type utblåsningssikring 18b med 4 eller 5 vedderhull. Den annulære utblåsningssikringen 18a kan anvendes for å strippe foringsrøret inn i borehullet 12. En plattform på det flytende fartøyet fra hvilket operasjonene gjennomføres er plassert ved overflaten ovenfor borehullet 12.

Stigerørssystemet 10 inkluderer en stigerørskopling 20 forbundet til en nedre flekskopling 22 som er koplet til toppen av utblåsningssikringsstakk 18 ved en flenskonnektor. Flenskonnektoren tillater stigerørskoplingen 20 å frakoples utblåsningssikringsstakken 18 dersom det skulle være ønskelig å kople fra utblåsningssikringsstakk 18 på grunn av at fartøyet driver av for eksempel på grunn av dårlig vær. Ifølge en foretrukket utførelsesform anvendes den nedre flekskoplingen 22 i tilfelle stigerørskoplingen 20 begynner å trekke av med en vinkel. Uten nedre kopling 22 for å tillate bøying mellom stigerørskop-lingen 20 og utblåsningssikringsstakk 18, ville det være en lang momentarm i form av stigerørskoplingen 20, hvilket ville kunne resultere i sammenbrudd av én eller flere komponenter.

Stigerørskoplingen 20 er et rørelement med stor diameter. Fortrinnsvis har stigerøret 20 en OD på 53,34 cm og en ID som er minst 47,625 cm for å tillate passering av foringsrør med stor diameter, røroppheng, tetningsanordninger og annet brønnutstyr med stor diameter. Stigerørskoplingen med stor diameter 20 har en lengde som er nødvendig for å tillate strupings-, slam- og trykkforsterkerslanger 30, som beskrives i det følgende, på en tilfredsstillende måte å bøyes for å gå klar av stigerørskoplingen 20 og gi tilgang til brønnhode-anordningen 14.

Stigerørskoplingen 20 har fortrinnsvis en holder 92 ved sin øvre ende som danner en forsenker (eng: counterbore) som beskrives i det følgende med henvisning til figur 4. Forsenkeren i holderen 92 danner et tetningsspor 90 som tar imot tetninger på en tetningsanordning 24 som beskrives i det følgende. Tetningssporet holdes således bort fra hovedstrømningshullet gjennom stige-rørskoplingen 20. Det er viktig at en ny foringsrørstreng som stikkes inn i stige-rørskoplingen 20 ikke trekkes langs tetningssporet 90 slik at den kan forårsake alvorlig skade.

Et mangfold av strupnings-, slam- og trykkforsterkerslanger 30 går rundt det nedre bøyeleddet 22 og er tilkoplet ved sine nedre ender til toppen av det nedre bøyeleddet 22 og er tilkoplet ved sine øvre ender til tetningsanordningen 24. Tetningsanordningen 24 er plassert på den nedre enden av en ventil 26 som har sin øvre ende tilkoplet et øvre bøyeledd 28. Ventilen 26 kan være en enkel ventil, så som en portventil eller en kuleventil. En annulær utblåsningssikring eller en utblåsningssikring med blindveddere kan være plassert inntil ventilen 26 eller alternativt i stedet for ventil 26. Enhver egnet alternativ meka-nisme kan anvendes for å stenge av den nedre enden av et stigerør med liten diameter 40, som beskrives i det følgende.

Stigerøret med liten diameter 40 er koplet til det øvre bøyeleddet 28 og går opp til plattformen på det flytende borefartøyet. De nedre slangerørene 32 går mellom de nedre endene av strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 og utblåsningssikringsstakken 18, for eksempel nedenfor den annulære utblåsningssikringen 18a, for å muliggjøre fluidkommunikasjon mellom strømnings-banene i strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 og borehullet 12. De øvre slangerørene 34 går mellom de øvre endene av strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 og den nedre enden av stigerøret med liten diameter 40 for å frembringe fluidkommunikasjon mellom strømningsbanene i strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 og strømningsbanen i stigerøret med liten diameter 40. Slangerørene 32 og 34 er fortrinnsvis konstruert for å tåle fluider under høyt trykk. En innser at rørene 32 og 34, samt strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 frembringer en fluidforbindelse mellom borehullet 12 og stigerøret med liten diameter 40 og utgjør en alternativ strøm-ningsbane rundt stigerørskoplingen 20. Rørene 32 og 34 har en slakk som gjør at de nedre og øvre bøyeleddene, 22 og 28, kan bøyes uten å skade rørene 32 og 34.

Ved sideveis forskyvning av strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 kan det være ønskelig å ha minst ett av trykkforsterkerrørene 66, 68 (se figur 3) tilkoplet nedenfor den annulære utblåsningssikringen 12 for å kommunisere med borehullet 12. Dette muliggjør sirkulasjon gjennom det trykkfor-sterkerrøret i den forskjøvne posisjonen som vist i figur 2. Trykkforsterkerrøret sammenknytter borehullet nedenfor den annulære utblåsningssikringen 18a med stigerøret med liten diameter 40, som går opp til overflaten. Den kan, men trenger imidlertid ikke være nødvendig, siden strupings-, slam- og trykkfor-sterkerrørene 30 vanligvis kommuniserer med borehullet 12 nedenfor utblåsningssikringene 18a og 18b og inkluderer ventiler for åpning og stengning av strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 for sirkulasjon nedihulls.

Strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 ligger fortrinnsvis inntil hverandre og går langs lengderetningen nedover sidene til stigerørskoplingen 20 og er fortrinnsvis plassert slik at de er koplanare, dvs. at de ligger i samme plan. De kan ligge inntil den ene eller begge sidene av stigerørskoplingen 20. Dersom de forskjellige strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 ikke ligger i samme plan, er det foretrukket at de er mekanisk sammenfestet slik at en på-lagt sideveis kraft gjør at rørene 30 samlet beveger seg sideveis.

Strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 er fortrinnsvis fremstilt av stål med høy styrke, med en flytespenning som er over 5600 kilo per kvadrat-centimeter (kg/cm<2>). I enkelte tilfeller kan det være ønskelig å gjøre veggene til rørene 30 tykkere for å gjøre dem mer motstandsdyktige mot den spenningen som er nødvendig for å holde igjen stigerøret med liten diameter 40. Alternativt, dersom det er påkrevet med en forbedret spenningskapasitet, kan en kompakt stang (ikke vist) plasseres mellom utblåsningssikringsstakken 18 og tetningsanordningen 24 eller ventilen 26.1 dette tilfellet er det fordelaktig å ha en stang på hver side av stigerøret 40, slik at spenningen balanseres. Steng-ene er fortrinnsvis plassert slik at de ligger i samme plan som strupings-, slam-og trykkforsterkerrørene 30. Det er foretrukket at enhver slik stang har et lavere treghetsmoment enn stigerørskoplingen 20.

En forstår nå at strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 og/eller kompakte stenger bærer hele den aksielle strekklasten på stigerøret med liten diameter 40 siden stigerøret 40 ikke er koplet til stigerørskoplingen 20. Stige-røret med liten diameter 40 må holdes i strekk slik at det ikke er kompresjons-spenninger ved dens nedre ende som ville forårsake knekning, og for å hindre knekning av stigerøret med liten diameter 40 mens det er fullt av boregjørme. Det er derfor foretrukket at metall-tversnittsarealet til strupings-, slam- og trykk-forsterkerrørene 30 er tilnærmet det samme som metall-tverrsnittsarealet til stigerørskoplingen 20 og stigerøret 40. Selv om tverrsnittsarealet er sammenliknbart, er rørene 30 mye mindre stive. Siden de har et sammenliknbart tverr-snittsareal, tåler rørene 20 like store strekkspenninger som stigerørskoplingen 20 og stigerøret 40.

Nå med henvisning til figurene 1-3, inkluderer stigerørssystemet 10 videre en skifter 50 for å skyve aksen 42 til stigerøret med liten diameter 40 til en posisjon hvor aksen 42 til stigerøret med liten diameter ikke er linjeført med aksen 44 til stigerørskoplingen 20, som vist i figur 2. Figur 1 viser aksene 42 og 44 i linjeføring. Skifteren 50 som anvendes her og som er konstruert ifølge en foretrukket utførelsesform er best vist i figur 3, og inkluderer et krysshode

(eng: yoke) eller en flens (eng: flange) 52 festet rundt stigerørskoplingen 20 inntil dens øvre ende. Et par av hydrauliske sylindre 54, 56 er henholdsvis montert på de ytre delene 58, 60, som stikker ut fra flensen 52. Rørene 30 inkluderer fortrinnsvis et strupingsrør 62, et slamrør 64 og ett eller flere trykk-forsterkerrør 66,68 som er montert parvis på hver side av stigerørskoplingen 20. De ytre andelene 58 og 60 tjener som et stillas for strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30. Hydrauliske sylindre 54, 56 inkluderer stempler 70, 72 som går ut fra disse og som drives hydraulisk. Hvert stempel 70, 72 har et stempelhode 74, 76, som henholdsvis fester ett av settene med strupings-, slam- og trykkforsterkerrør 30 som gjør at stemplene 70, 72 kan henge sammen med rørene 30. Stemplene 70, 72 er fortrinnsvis ikke festet til rørene 30, slik at stempelhodene 74, 76 tillates å svinge om rørene 30 mens skifteren 50 skyver rørene 30. En forstår at rørene 30 kan være montert på en ramme som går rundt stigerørskoplingen 20 slik at stemplene 70, 72 henger sammen med rammen. Når stemplene 70, 72 trekkes tilbake, beveges rørene 30 tilbake mot krysshodet 52 som et resultat av spenningen i rørene 30 og deres egen tend-ens til å ville rette seg ut.

En forstår at andre apparater og fremgangsmåter kan frembringes for å bevege stigerøret med liten diameter 40 vekk fra stigerørskoplingen 20. For eksempel kan strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 trekkes vekk fra stigerørskoplingen 20. Videre kan det frembringes andre apparater og fremgangsmåter for å opprettholde fluidkommunikasjonen mellom stigerøret 40 og borehullet 12 mens en opprettholder strekken i stigerøret 40. For eksempel kan stigerøret med liten diameter 40 koples direkte til brønnhodeanordningen 14 med bøybare kanaler som frembringer fluidkommunikasjon mellom stige-røret 40 og brønnhodeanordningen 14. Et glidespor kan tillate at stigerøret 40 beveges til siden mens det opprettholder sin forbindelse til brønnhodeanord-ningen 14, hvilket muliggjør fortsatt overføring av strekk til stigerøret 40. Nok et ytterligere apparat og en fremgangsmåte kan frembringes hvor bøybare kanaler fortsetter å gi fluidkommunikasjon mellom stigerøret 40 og brønnhodean-ordningen 14 mens stigerøret med liten diameter 40 koples fra brønnhodean-ordningen, og henger ned fra borefartøyet ved siden av brønnhodeanordnin-gen 14, og med det muliggjør aksess til borehullet 12. Her ville det anvendes en dual-aktivitetsrigg med dynamisk posisjonering.

Nå med henvisning til figur 4, er det vist en splittet skjematisk skisse av tetningsanordningen 24 som er plassert på den nedre enden av ventilen 28 og linjeført med stigerørskoplingen 20. Tetningsanordningen 24 inkluderer et tetningsrør 78 (eng: reciprocably) plassert inne i sylinderhuset 80 i tetningsanordningen 24. Tetningsrøret 78 inkluderer et annulært stempel 82 som går inn i en annulær sylinder 84 i huset 80 i tetningsanordningen 24 som også har øvre og nedre hydraulikkfluidporter 86, 88 for å drive det annulære stempelet 82. Tetningsrøret 78 kan drives mellom en tilbaketrukket posisjon 27 inne i huset 80 og en utstrukket og tettende posisjon 25, som vist i figur 4, hvor tet-ningsrøret 78 går inn i tetningssporet 90 i en mottaker 92 på den øvre terminal-enden av stigerørskoplingen 20. Tetningsrøret 78 inkluderer annulære spor med tetningselementer 94 som på en tettende måte fester tetningsflaten til tetningssporet 90. Tetningsanordningen 24 drives hydraulisk for på en tett måte å forbinde stigerørskoplingen 20 med stigerøret med liten diameter 40 som vist i figur 1. Den hydrauliske mekanismen for å trekke tilbake tetnings-røret 78 i tetningsanordningen 24 kan være enhver hensiktsmessig meka-nisme så som de som er kjent innen teknikken. Selv om tetningsanordningen 24 fortrinnsvis trekkes tilbake hydraulisk, kan andre apparater og fremgangsmåter som er velkjente innen teknikken anvendes for å drive tetningsanordningen 24. Selv om tetningsanordningen 24 ikke positivt forbinder stigerørskop-lingen 20 til et stigerør med liten diameter 40, kan en hydraulisk drevet kon-nektor, som er velkjent innen teknikken, anvendes for positivt å forbinde stige-rørskoplingen 20 til stigerøret 40.

Igjen med henvisning til figurene 1 og 2, for å kjøre en ny foringsrør-streng 98 eller annet utstyr med en diameter som er større enn stigerøret med liten diameter 40 inn i borehullet 12, lukkes ventilen 26 og utblåsningssikringsstakken 18 og tetningsrøret 78 trekkes tilbake inn i tetningsanordningen 24. Ventilen 26 forblir lukket så lenge stigerøret med liten diameter 40 er i den forskjøvne posisjonen som er vist i figur 2. Den nye foringsrørstrengen 98 kan, men trenger ikke, være satt sammen og være hengt opp ved siden av stige-røret med liten diameter 40. Skifteren 50 drives med hydraulisk drevne sylindre 54, 56 som gjør at stemplene 70, 72 går ut fra sylindrene 54, 56 og skyver strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 vekk fra stigerørskoplingen 20 og gjør at rørene 30 separeres fra stigerørskoplingen 20. Siden stigerørskop-lingen 20 er mye stivere enn strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 vil disse bøyes av vekk fra stigerørskoplingen 20 som holder seg tilnærmet verti-kal. Mens strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 bøyes vekk fra stige-rørskoplingen 20, skyves de øvre endene av rørene 30, som er koplet til den nedre enden av stigerøret med liten diameter 40, sideveis vekk fra det øvre av stigerørskoplingen 20 med en lengde som er tilnærmet lik utskyvingen av stemplene 70, 72. Den sideveis forskyvningen av rørene 30 skyver stigerøret med liten diameter 40 ut av sin normale linjeføring med stigerørskoplingen 20. Når stigerøret 40 er ute av veien, kan den nye foringsrørstrengen 98 og/eller annet utstyr med stor diameter, som er for stort for stigerøret 40, senkes ned i borehullet 12.

Som vist i figur 2 gjør forskyvningen av stigerøret med liten diameter 40 til side for stigerørskoplingen 20 at stigerøret med liten diameter 40 beveges ut av linjeføring med borehullet 12 og spesielt med aksen 44 til stigerørskop-lingen 20. Dette gjør at den nye foringsrørstrengen 98 kan linjeføres med stigerørskoplingen 20. En må forstå at stigerøret med liten diameter 40 og den nye foringsrørstrengen 98 samtidig manipuleres ved overflaten for å bevege de øvre endene av stigerøret med liten diameter 40 og den nye foringsrør-strengen 98 for å kompensere for sideforskyvningen av stigerøret med liten diameter 40 og linjeføringen av den nye foringsrørstrengen.

En ledertrakt 100 kan være montert til en ramme 102 på ventil 26 for å føre den nye foringsrørstrengen 98 inn i den åpne, øvre enden av stigerørs-koplingen 20. Trakten er full av sjøvann. En innser at idet toppen av strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 med ventilen 26 og rammen 102 sidefor-skyves, bringes ledertrakten 100 i linjeføring med enden av stigerørskoplingen 20. Den nye foringsrørstrengen 98 stikkes deretter inn i trakten 100 som fører den nedre enden av den nye foringsrørstrengen 98 inn i stigerørskoplingen 20.

Trakten 100 hjelper til med å beskytte tetningsflåtene i tetningssporet 90 inne i tetningsanordningen 24. Uten trakten 100 ville det å stikke den nye foringsrørstrengen inn i tetningssporet 90 kunne skade tetningsflaten og hindre at det oppnås fullstendig tetning når stigerøret 40 skyves tilbake over stige-rørskoplingen 10 og tilbakekoples. Traktens ID er fortrinnsvis den samme som stigerørskoplingen 20 sin ID og mindre enn tetningssporet 90 i tetningsanordningen 24 sin ID.

Den nye foringsrørstrengen 98 strippes (eng: is stripped) gjennom den annulære utblåsningssikringen 18a. Passeringen av foringsrørkoplingene gjennom avdriveren (eng: stripper) kan forårsake en viss lekkasje. Denne lekka-sjen kan imidlertid tolereres, spesielt om boregjørmen er vannbasert og miljø-vennlig. Det er ønskelig å minimere trykkdifferensialet over den annulære utblåsningssikringen gjennom hvilken det nye foringsrøret strippes. Desto høy-ere trykkdifferensial, desto større er risikoen for problemer så som tap av fluid eller skade på den annulære utblåsningssikringspakningen. Det kan være fordelaktig å ha to annulære utblåsningssikringer 18a hvormed foringsrøret og foringsrørkonnektorene først strippes gjennom den øvre utblåsningssikringen og deretter strippes gjennom den nedre utblåsningssikringen. Operasjonssek-vensen inkluderer åpning av den øvre utblåsningssikringen for å ta imot kop-lingen, lukking av den øvre utblåsningssikringen og deretter åpning av den nedre utblåsningssikringen for å fortsette stripping av den nye foringsrør-strengen inn i brønnen. Åpning og stenging av utblåsningssikringene gjøres hydraulisk.

Den nye foringsrørstrengen 98 inkluderer typisk en sko 104 på den nedre enden av den nye foringsrørstrengen 98. Forskjellige typer sko kan anvendes. Noen fylles automatisk, hvilket tillater fluidet kontinuerlig å strømme tilbake. Den enkleste typen er en tilbakeslagsventil som ikke tillater fluid å strømme inn i enden av den nye foringsrørstrengen 98, men tillater fluid i den nye foringsrørstrengen 98 å strømme ut. En sementplugg kan også anvendes ifølge foreliggende oppfinnelse selv om en sko er foretrukket.

Som best illustrert i figur 2, tillater de øvre og nedre bøyeleddene 28, 22 aksene 44, 31 til henholdsvis stigerørskoplingen 20 og strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 å avvike fra aksen 13 til borehullet 12. Spesielt, idet rørene 30 forskyves, vil det være en avbøyning ved koplingens øvre bøyeledd 28 mellom ventilen 22 og stigerøret med liten diameter 40. Ifølge en foretrukket utførelsesform danner aksen 31 til rørene 30 og aksen 42 til stigerøret med liten diameter 40 en vinkel på omtrent 7° i den sideforskjøvne posisjonen som vist i figur 2. Denne vinkelen bestemmes av lengden til rørene 30 og den sideveis lengden rørene 30 flyttes for å gi tilstrekkelig sideforskyvning av stigerøret med liten diameter 40 til å gi tilstrekkelig klaring for å stikke den nye foringsrør-strengen 98 inn i stigerørskoplingen 20. Det vil bare dannes en vinkel ved nedre bøyeledd 14 dersom flytefartøyet ikke befinner seg rett ovenfor toppen av brønnhodet. Dersom det er en avskråning, blir denne fortrinnsvis korrigert ved å flytte borefartøyet slik at stigerøret kommer tilbake i rett stilling.

Selv om utblåsningssikringsstakken 12 er lukket når stigerøret med liten diameter 40 skyves ut av posisjon, vil strupings-, slam- og trykkforsterkerrør-ene 30 kommunisere med borehullet 12 via en sideutgang i utblåsningssikringsstakken 12 og derfor forbli i hydraulisk kommunikasjon med borehullet 12 under hele operasjonen. Stigerøret med liten diameter 40 forblir fylt med brønnfluider og fluidsøylen i stigerøret 40 forblir der selv når stigerøret med liten diameter 40 er ute av senterposisjonen som vist i figur 2.

En fluidsøyle fra overflaten til brønnhodet 14 opprettholdes på borehullet 12 for brønnkontrolleringsformål under hele installasjonen av den store foringsrørstrengen 98 eller annet brønnutstyr. Fluidsøylen danner et hydrostatisk lokk som overfører et hydrostatisk trykk på de undersjøiske formasjon-ene for å opprettholde kontrollen over brønnen hele tiden under installasjonen, spesielt inklusive fråkoplingen av stigerøret med liten diameter 40 fra stigerørs-koplingen 20. Selv om stengningen av ventilen 26 stopper kommunikasjonen mellom fluidsøylen i stigerøret med liten diameter 40 og borehullet gjennom stigerørskoplingen 20, går strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 utenom ventilen 26 og fortsetter å frembringe en fluidforbindelse til fluidsøylen i stigerøret 40. Søylen går således fra borehullet 12, gjennom rørene 30 og stigerøret med liten diameter 40 til overflaten og opprettholder med det lokket på borehullet 12.

I en alternativ utførelsesform kan strupings-, slam- og trykkforsterker-rørene 30 gå fra brønnhodet 14 og hele veien til overflaten ved siden av stige-røret med liten diameter 40. Uavhengig av hvorvidt strupings-, slam- og trykk-forsterkerrørene 30 strømmer inn i den nedre enden av stigerøret 24 eller går opp til overflaten, frembringer de hydraulisk kontinuitet hele veien opp til overflaten. Den hydrauliske kommunikasjonen mellom brønnen og overflaten opprettholdes således under hele operasjonen. Strekken opprettholdes ved å frembringe en mekanisk forbindelse, så som ett eller flere metallelementer, som går mellom brønnhodet 14 og den nedre enden av stigerøret med liten diameter 40.

En må forstå at strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 kan anvendes for sirkulasjon eller kontroll av trykket under installasjonen av den nye foringsrørstrengen 98. Dersom for eksempel brønnen begynner å absorbere borefluider, kan fluider etterfylles via rørene 30, og med det unngås en farlig reduksjon av det hydrostatiske trykket i brønnen. I tillegg, etter hvert som den nye foringsrørstrengen 98 føres inn i borehullet 12, vil det fortrenge fluider i brønnen. Ifølge foreliggende oppfinnelse kan dette fortrengte fluidet fjernes fra brønnen gjennom strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 og, fortrinnsvis, gjennom stigerøret med liten diameter 40.

Foreliggende oppfinnelse frembringer mange fordeler. En primær fordel ved foreliggende oppfinnelse er at det ikke er nødvendig å kople fra fluidkommunikasjonen med stigerøret med liten diameter 40 for å føre inn den nye for-ingsrørstrengen 98. Strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 gir hydraulisk kontroll hele tiden. I tillegg forblir utblåsningssikringsstakken 18 tilkoplet under hele operasjonen. Foreliggende oppfinnelse frembringer således kontinuerlig kontroll over brønnen.

En annen fordel er at den nye foringsrørstrengen 98 kan linjeføres rett over borehullet 12 slik at en ikke får en knekk ved innføring av den nye forings-rørstrengen 98. Selv om det skapes en knekk i strupings-, slam- og trykkfor-sterkerrørene 30 etter at de er skjøvet til siden, kjøres det ingenting gjennom rørene 30 slik at dette skaper ikke noen problemer. Den nye foringsrørstren-gen 98 kan derfor føres rett inn i brønnen. Selv om det kan forekomme en liten avbøyning av stigerørskoplingen 20 på grunn av forskyvningen av rørene 30, er denne veldig liten og vil ikke negativt påvirke installasjonen. Også, i bore-modus, med stigerøret med liten diameter 40 linjeført med borehullet 12, kan borestrengen opereres direkte over brønnhodet, dvs. at de er koaksiale.

Nok en annen fordel er at den nye foringsrørstrengen 98 kan installeres under tøffe værforhold. En ytterligere fordel ved det foreliggende stigerørs-systemet 10 er at det ikke krever at stigerøret med liten diameter 40 heves eller senkes.

I det følgende eksempelet beskrives én anvendelse av foreliggende system med hensyn til eksempelvise brønn- og utstyrsdimensjoner.

Under boring av en undersjøisk brønn blir en stor lederstreng, som kan være et 76,2 eller et 91,44 centimeters rør, enten (eng: jetted) inn i havbunnen 16 eller det bores et borehull. Alt dette gjennomføres i åpent vann og det anvendes ikke stigerør. Sjøvann anvendes for boringen. Det 72,2 centimeters foringsrøret kan gå 100 til 600 meter inn i jorden og typisk 1,5 til 1,8 meter av det 72, 6 centimeters leder-foringsrøret stikker ut over gjørmelinjen 16.

Dersom er borehull bores, sementeres leder-foringsrøret ved å pumpe sement ned i leder-foringsrøret og opp i ringrommet. Sementen flyter ut av ringrommet og over på havbunnen 16. Det neste foringsrøret er typisk et 50,8 centimeters foringsrør, selv om det enkelte ganger kan være en mellom-liggende streng på utsiden av det 50,8 centimeters foringsrøret. En 66,04 centimeters borkrone anvendes for å bore gjennom sementen i leder-foringsrøret og for å bore et nytt 66,04 centimeters borehull. Det 50,8 centimeters foringsrøret kan gå 500 til 650 meter inn i jorden. Det 50,8 centimeters foringsrøret betegnes ofte overflate-foringsrøret. Boringen gjøres også denne gangen i åpent vann uten stigerør. Boring med den 91,44 centimeters kronen gjøres med sjøvann og returnerer ganske enkelt strømmen ut på havbunnen 16. Det 50,8 centimeters foringsrøret føres deretter inn i borehullet med brønn-hodehuset 14 på toppen. Brønnhodehuset 14 festes inne i det 76,2 centimeters leder-foringsrøret.

Etter at det 50,8 centimeters foringsrøret er sementert på plass, senkes utblåsningssikringsstakken 18 og stigerørskoplingen 20 ned til gjørmelinjen 16 og koples til brønnhodehuset 14. Brønnhodehuset 14 har et koplingspunkt (hub) for festing av utblåsningssikringsstakken 18. En flens- (eng: collet) kon-nektor fester brønnhodehuset 14 til utblåsningssikringsstakken 18. Alternativt kan utblåsningssikringsstakken 18 festes til og anvendes med stigerørssyste-met 10 som er festet til stigerøret med liten diameter 40.

For å oppnå fordelene beskrevet ovenfor, settes deretter stigerørs-systemet 10 ifølge foreliggende oppfinnelse sammen.

Som et eksempel kan stigerørskoplingen 20 ha en OD på 53,34 cm og

en ID på 47,625 cm, mens strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 typisk har en indre diameter på 10,16 cm. Stigerørskoplingen 20 er fortrinnsvis minst et 53,34 centimeters rør slik at alle påfølgende foringsrørstrenger, inklusive det 40,64 centimeters foringsrøret og det 33,9725 centimeters foringsrøret, kan føres gjennom stigerørskoplingen 20 og inn i borehullet 12. En vil forstå at størrelsen på foringsrørene og antallet foringsrørstrenger vil variere med forskjellige brønner. Ikke bare må foringsrørstrengene føres inn gjennom stige-rørskoplingen 20, men også deres tilhørende røroppheng som har en diameter som er større enn diameteren på foringsrørene.

I dette eksempelet går et stigerør med liten diameter 40 fra toppen av stigerørskoplingen 20 til overflaten og har fortrinnsvis en ytre diameter på 40,64 cm og en indre diameter på 34,6075 cm.

Ved nedsenking av stigerørssystemet 10 fra plattformen på det flytende fartøyet til utblåsningssikringsstakken 18, må stigerørskoplingen 20 linjeføres for tilkopling på toppen av utblåsningssikringsstakken 18. Dersom rotasjonsbordet (eng: rotary table) er stort nok, vil stigerørskoplingen 20 passere ned gjennom rotasjonsbordet. For eksempel kan trakten 100 og sylindrene 54,56 måtte festes nedenfor rotasjonsbordet. Bøyeleddene 22, 28 bør kunne passere gjennom rotasjonsbordet. Hullet gjennom rotasjonsbordet er minst 119,38 cm og ofte 124,46 cm i diameter. I enkelte av de store riggene er rotasjonsbordet 152,24 cm. Med stigerørssystemet 10 på plass, legges strekk-spenningene fra borefartøyet på stigerøret med liten diameter 40 og strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30. Spenningen ligger typisk i intervallet mellom omtrent 27000 og 270000 kilo, hvilket er godt innenfor den akseptable strekklasten for rørene 30.

Med stigerørssystemet 10 på plass, senkes deretter en borkrone for å bore et 43,18 centimeters eller 44,45 centimeters forlenget borehull gjennom stigerøret med liten diameter 40 på en borestreng. Borkronen må ha en ut-forming som tillater den å passere gjennom stigerøret med liten diameter 40 og deretter, når den er nede i borehullet 12, er i stand til å bore et borehull som er stort nok til å romme den neste foringsrørstrengen som skal installeres i borehullet 12. For eksempel kan det anvendes en 31, 75 cm borkrone med en hullåpner for å bore det nye borehullet. Dette gjør at borkronen kan passere gjennom stigerøret med liten diameter 40 og likevel bore et borehull som er stort nok til å romme en foringsrørstreng på 40,64 cm. Hullåpneren kan bore et hull med en diameter på 45 cm eller større om ønskelig. Alternativt kan det anvendes en to-senter borkrone.

Under normale boreoperasjoner pumpes borefluid inn i brønnen gjennom borestrengen og returnerer strømning til overflaten gjennom ringrommet rundt borestrengen. Den ytre veggen i ringrommet defineres av borehullet eller foringsrøret nedenfor brønnhodet 14, stigerørskoplingen 20 mellom brønn-hodet 14 og ventilen 26 og av stigerøret med liten diameter 40 mellom ventilen 26 og havoverflaten. Foringsrørets lengde kan være hva som helst i intervallet fra 750 til 2600 meter for foringsrør av denne størrelsen. Hele foringsrørets lengde må strippes gjennom utblåsningssikringen 18.

Straks det nye brønnhullet er boret, på grunn av at det 40,64 centimeters foringsrøret og det 33,9725 centimeters foringsrøret ikke vil få plass gjennom stigerøret med liten diameter 40 sin ID på 34,6075 cm, settes stigerøret 40 til side for å få tilgang til brønnhullet 12 som har en større diameter. Borestrengen trenger ikke å trekkes helt ut av stigerøret med liten diameter 40, men kun å trekkes opp til et punkt hvor borkronen befinner seg i den nedre enden av stigerøret med liten diameter 40. Ventilen 26 og utblåsningssikringsstakken 18 blir deretter avstengt. Tetningsrøret 78 i tetningsanordningen 24 trekkes hydraulisk ut fra forsenkeren i mottakeren 92 på toppen av stigerørs-koplingen 20. De hydrauliske sylindrene 54,56 aktiveres for å skyve strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 bort fra senteraksen 44.

Når stigerøret 40 er skjøvet til siden, linjeføres trakten 100 med toppen av stigerørskoplingen 20. Trakten 100 gir en stor åpning som foringsrørstren-gen stikkes inn gjennom. Forsenkeren i mottakeren 92 har en ID som er større enn 48,26 cm. Trakten 100 sin ID er også 48,26 cm. Forsenkerens ID er typisk omtrent 3,8 cm større enn stigerørskoplingen 20 sin ID.

I noen tilfeller kan det nye foringsrøret være fullt sammensatt og senkes hengende ved siden av stigerøret mens stigerøret beveges til siden. Det er nødvendig med en dual-aktivitets rigg for samtidig boring og sammensetting av den nye foringsrørstrengen. Dual-aktivitets riggen har mulighet til å henge ned en stigerørstreng og også sette sammen og senke ned det nye foringsrøret ved siden av det opphengte stigerøret ved anvendelse av et andre rotasjons-bord-trekkverk (eng: rotary table draw works). Dette vil gjøre det mulig å sette sammen og senke den nye foringsrørstrengen selv under boring gjennom stigerøret før det flyttes ut til siden.

Dersom borefartøyet er et dual-aktivitets fartøy kan den nye foringsrør-strengen 98 settes sammen og senkes samtidig med boring av de siste trinnene av det nye borehullet. Den nye foringsrørstrengen kan henges opp ved siden av stigerøret med liten diameter 40. Det henges fortrinnsvis opp ved en høyde som ligger rett ovenfor trakten 100. Dette kan gjøres mens hullet til det nye foringsrøret bores. Dersom en dual-aktivitets rigg ikke er tilgjengelig må trinnene gjennomføres sekvensielt.

Den nye foringsrørstrengen 98 fylles fortrinnsvis enten med vann eller boregjørme mens den settes sammen og senkes ned i vannet mot brønnhodet 14. Den nye foringsrørstrengen 98 har ikke tilstrekkelig oppdrift og vil således ikke flyte siden den er fylt med i hvert fall vann. Dersom det nye foringsrøret fylles med boregjørme, vil det plasseres som et lokk på skoen ved bunnen av foringsrøret. Mest vanlig er at det er fylt med vann.

Den 40,64 centimeters foringsrørstrengen 98 stikkes deretter inn i toppen av foringsrør-ledertrakten 100. Foringsrørstrengen 98 senkes gjennom trakten 100 og føres hele veien inn i borehullet 12. Røropphenget ved toppen av den 40, 64 centimeters foringsrørstrengen festes i brønnhodet 14 nedenfor utblåsningssikringsstakken 18. Tetningsanordningen i brønnhodet testes ved å stenge utblåsningssikringsstakken.

Etterat testen er fullført, åpnes utblåsningssikringsstakken 18 igjen. Inn-føringsverktøyet frigjøres deretter fra det nyinnførte røropphenget. Innførings-verktøyet og borestrengen trekkes deretter ut av hullet. De hydrauliske sylindrene 54 og 56 trekkes tilbake og tetningsanordningen 24 aktiveres hydraulisk for igjen å tas imot inne i forsenkeren i toppen av stigerørskoplingen 20, som vist i figur 1.

Dersom borefluidene i stigerøret med liten diameter 40 ble erstattet med sjøvann før stigerøret flyttes ut av senterstillingen som vist i figur 2, ville søylen med gjørme i brønnen, som ville ha blitt gjort tyngre for å kompensere for den lavere vanntettheten i stigerøret 40, da begynne å stige opp gjennom strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 20 under sementering. Den tyngre gjørmen vil legge et høyere trykk på brønnen som kan trenge dette for å gjøres lettere. Dette høye trykket kan måtte løftes av brønnen ved å sirkulere ut gjør-men med den høye tettheten. Denne sirkulasjonen ville typisk skje opp gjennom strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30. Alternativt er det mulig å sirkulere fra utblåsningssikringsstakken 18 til overflaten ved å passere fluid gjennom trykkforsterkerrørene 66, 68. Under sementeringsoperasjonen føres returen opp enten gjennom strupings-, slam- og trykkforsterkerrørene 30 eller trykkforsterker-rørene 66,68.

Under boring er stigerørskoplingen 20, som vist i figur 1, full av bore-gjørme. Med hensyn på figur 2, vil hvorvidt borefluidene i stigerøret med liten diameter 40 fordrives med sjøvann avhenge av hvordan overflyten skal hånd-teres når den nye foringsrørstrengen 98 føres inn i brønnen. Når den nye for-ingsrørstrengen 98 føres inn, vil den fortrenge fluid som befinner seg i brønnen og dette fluidet må fjernes fra brønnen. Det fordrives også fluid fra brønnen når foringsrørstrengen 98 sementeres inn i brønnen. Det fordrevne fluidet kan fjernes ved å sirkulere det ut porsjonsvis. Kontinuerlig sirkulasjon er også mulig. Videre er det mulig at de fordrevne fluidene strømmer opp til overflaten.

Boringsoperasjonen kan deretter begynne for den neste størrelsen for-ingsrør og den foregående prosessen gjentas én eller flere ganger for forings-rørstrengen på 33,9725 cm. Etter det 33,9725 centimeters foringsrøret, er det neste foringsrøret typisk 27,305 cm, som kan passere gjennom stigerøret med liten diameter 40. For det 27,305 centimeters og mindre foringsrør, forblir således stigerøret med liten diameter 40 i linjeført posisjon over brønnhodean-ordningen 14 og boring og sementering følger konvensjonelle fremgangsmåter.

Fordi det er foretrukket at røropphengene for det 27,305 centimeters foringsrøret og mindre passerer gjennom stigerøret med liten diameter 40, er det nødvendig med et spesielt brønnhodesystem 14.1 et konvensjonelt brønn-hodesystem kan alle røropphengene ha en utvendig diameter på 46,99 cm og de bæres av brønnhodehuset. De har også en tetningsanordning av samme størrelse for å tette igjen mellom røropphenget og brønnhodehuset. For å få sendt røropphengene gjennom stigerøret med liten diameter 40, er det imidlertid nødvendig at røropphengene har en mindre diameter. I foreliggende oppfinnelse er således røropphengene nestet inne i hverandre for 27,305 centimeters og mindre foringsrørstrenger. Det finnes brønnhodesystemer hvor rør-opphengene passer inne i det forrige nedførte røropphenget og tetningsanord-ningene tetter mellom vedsidenliggende røroppheng. For eksempel så ville således det 33,9725 centimeters røropphenget ha en lang forsenker som tjener som et tetningsspor for de senere installerte røropphengene. Det har et tetningsspor med mindre diameter som vil ta imot et mindre røroppheng som kan passere gjennom stigerøret med liten diameter 40.

Claims (25)

1. Stigerørsystem (10) som går mellom en brønnhodeanordning (14) på en havbunn (16) og et flytende borefartøy på havoverflaten, idet brønnhodeanord-ningen (14) haren indre hullåpning, karakterisert ved at det omfatter: et stigerør (40) konstruert for frigjørbar tilkopling til brønnhodean-ordningen (14); minst ett spenningsoverførende element omfattende minst en av følg-ende: strupeledning, drepeledning og forsterkningsledning (30) forbundet til nevnte stigerør (40) og konstruert for å koples til brønnhodeanordningen (14) for å opprette fluidkommunikasjon med brønnhodeanordningen; og idet ledningene (30) forblir i fluidkommunikasjon med og tillater kontinuerlig opprettholdelse av fluidkommunikasjon til brønnhodeanordningen (14) når stigerøret (40) er koblet fra brønnhodeanordningen.

2. System ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte stigerør (40) har et indre hull med en diameter som er mindre enn hullåpningen i brønnhodeanordningen (14).

3. System ifølge krav 1, karakterisert ved at det videre omfatter en skifter (50) for å flytte nevnte stigerør (40) ut av linjeføring med brønnhodeanordningen (14).

4. System ifølge krav 1, karakterisert ved at det videre omfatter et ventilelement (26) plassert i den ene enden av nevnte stigerør (40).

5. System ifølge krav 1, karakterisert ved at det videre omfatter en stigerørskopling (20) med et strømningshull som er tilnærmet like stort som hullet i brønnhodean-ordningen (14), idet nevnte stigerørskopling (20) har den ene enden konstruert for tilkopling til brønnhodeanordningen (14) og den andre enden konstruert for tilkopling til nevnte stigerør (40).

6. System ifølge krav 5, karakterisert ved at nevnte stigerør (40) har en indre diameter som er mindre enn den til nevnte stigerørskopling (20).

7. System ifølge krav 1, karakterisert ved at det videre omfatter anordninger (50) for å flytte nevnte stigerør (40) ut av linjeføring med hullet i brønnhodean-ordningen (14).

8. System ifølge krav 7, karakterisert ved at det nevnte anordning (50) er et utvidbart element festet mellom nevnte stigerørskopling (20) og nevnte spenningsover-førende element.

9. System ifølge krav 8, karakterisert ved at nevnte utvidbare element skyver nevnte stige-rør (40) fra en posisjon koaksialt med nevnte stigerørskopling (20) til en posisjon som ikke er koaksial med nevnte stigerørskopling (20), idet nevnte spen-ningsoverførende element er i fluidkommunikasjon med brønnhodeanordnin-gen (14) i nevnte ikke-koaksiale posisjon.

10. System ifølge krav 8, karakterisert ved at nevnte spenningsoverførende element over-fører strekk i nevnte stigerør (40) etter at nevnte stigerør (40) er frigjort fra nevnte stigerørskopling (20).

11. System ifølge krav 8, karakterisert ved at det videre omfatter en hjelpeleder (50) for linjeføring med nevnte stigerørskopling (20) etter at nevnte stigerør (40) er frakoplet og beveges sideveis bort fra nevnte stigerørskopling (20).

12. System ifølge krav 1, karakterisert ved at det videre omfatter et bøyeledd (28) mellom nevnte fluidkanal og nevnte stigerør (40).

13. System ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte stigerør (40) på en tett måte tilkoples nevnte stigerørskopling (20) med en stikktetningskopling (eng: stab seal connection).

14. System ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte spenningsoverførende element over-fører strekkspenning fra nevnte stigerør (40) til brønnhodeanordningen (14).

15. Fremgangsmåte for installasjon av en eller flere strenger (98) gjennom en hullåpning i en brønnhodeanordning (14), karakterisert ved at den omfatter: på en tett måte å forbinde et stigerør (40) til brønnhodean-ordningen (14); frembringe fluidkommunikasjon i brønnhodeanordningen (14) utenfor nevnte stigerør (40) gjennom et spenningsoverførende element omfattende minst en av følgende: strupeledning, drepeledning og forsterkningsledning (30); boring av et borehull i brønnen (12); fråkopling av stigerøret (40) fra brønnhodeanordningen (14); flytting av stigerøret (40) for å muliggjøre aksess til hullet i brønnhode-anordningen (14); opprettholdelse av fluidkommunikasjonen til hullåpningen i brønnhode-anordningen (14) gjennom nevnte spenningsoverførende element mens stige-røret (40) er frakoplet; opprettholdelse av strekkspenning mellom stigerøret og brønnhodean-ordningen (14) gjennom nevnte spenningsoverførende element mens nevnte stigerør (40) er koplet fra brønnhodeanordningen (14); nedsenking av en foringsrørstreng (98) med en utvendig diameter som er større enn den innvendige diameteren til stigerøret (40) men mindre enn den indre diameteren til brønnhodeanordningen (14); og passering av foringsrørstrengen gjennom brønnhodeanordningen (14).

16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert ved at stigerøret (40) har en indre hullåpning med en diameter som er mindre enn hullåpningen i den undersjøiske brønnhodean-ordningen.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert ved at den videre omfatter avstengning av stigerøret (40) og brønnhodeanordningen (14) før stigerøret (40) frakoples.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert ved at den videre omfatter tilkopling av en stigerørs-kopling (20) mellom brønnhodeanordningen (14) og stigerøret (40).

19. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at den videre omfatter det å tvinge stigerørs-koplingen og kanalen fra hverandre for å flytte stigerøret (40).

20. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert ved at den minst ene av følgende: strupeledning, drepeledning og forsterkningsledning (30) strekker seg gjennom det spen-ningsoverførende elementet.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at den videre omfatter frembringelse av et utvidbart element (50) festet mellom hoved-stigerøret (40) og det spenningsoverfør-ende elementet.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at den videre inkluderer frembringelse av en hjelpeleder (100) for linjeføring med stigerørkoblingen når det øvre stigerøret (40) er koplet fra hoved-stigerøret (40) og forskjøvet sideveis.

23. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert ved at den videre inkluderer frembringelse av et bøyeledd (28) mellom det spenningsoverførende elementet og det stige-røret (40).

24. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at det stigerøret (40) er frigjørbart koplet til nevnte stigerørkobling ved en stikktetningsforbindelse.

25. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at det spenningsoverførende elementet omfatter minst én av strupnings-, slam- og trykkforsterkerslanger (30).