NO329074B1 - Apparat, system og fremgangsmåte for fremstilling av stigerør i aluminium - Google Patents
Apparat, system og fremgangsmåte for fremstilling av stigerør i aluminium Download PDFInfo
- Publication number
- NO329074B1 NO329074B1 NO20026221A NO20026221A NO329074B1 NO 329074 B1 NO329074 B1 NO 329074B1 NO 20026221 A NO20026221 A NO 20026221A NO 20026221 A NO20026221 A NO 20026221A NO 329074 B1 NO329074 B1 NO 329074B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- riser
- aluminum alloy
- pipe
- temperature
- weld
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 30
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 30
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 8
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 7
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 claims description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001272720 Medialuna californiensis Species 0.000 description 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/01—Risers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Farming Of Fish And Shellfish (AREA)
Abstract
Et apparat, system og fremgangsmåte for fremstilling av et marint stigerør som er konstruert av en aluminiumlegering er tilveiebrakt med et høyt styrke-til-vekt forhold. Stigerøret ifølge oppfinnelsen omfatte et flertall stigerørsseksjoner som er koblet i serie ende mot ende, hvori hver av stigerørsseksjonene omfatter et rør som har en første ende og en andre ende, en første flenset kobling sveiset til den første enden av røret, og en andre flenset kobling sveiset til den andre enden av røret, hvori røret er konstruert av en aluminiumlegering som har et styrke-til-vekt forhold som er større enn det for stål. Stigerørsanordningen kan valgfritt inkludere én eller flere tilleggslinjer som tilveiebringer hydraulisk kommunikasjon med en utblåsningssikring.
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører hovedsakelig området oppdagelse og produksjon av olje eller annet fossilt brensel fra en brønn, og særskilt en sterk, lettvekt aluminium stigerørsanordning, system og fremgangsmåte for fremstilling av samme for benyttelse ved boring og produksjon offshore.
Offshore borerigger, slik som faste plattformer, jack-up plattformer, flytende og/eller halvt nedsenkbare plattformer, og dynamisk posisjonerte boreskip, benyttes i produksjonen av hydrokarbonene fra under store vannmas-sersgrunn. En stigerørsstreng er typisk tilveiebrakt mellom den flytende riggen og borehodet på havbunnen. Et konvensjonelt marint stigerør omfatter et sylindrisk rør eller søyle som er fremstilt av jernholdig metall, f.eks. stål, som er posisjonert vertikalt mellom sjøbunnen og en boreplattform ved overflaten. Stigerøret omfatter typisk flere seksjoner eller ledd som er forbundet ende mot ende i en streng mellom overflaten og brønnboringen.
En betydelig ulempe med å benytte stigerør som er konstruert av stål er dets høye tetthet og betydelige vekt. Et stigerør av stål med tilstrekkelig vegg-tykkelse for å møte trykk-kravene øker vekten til riggen betydelig. Stigerørets vekt kan i det vesentligste begrense nyttelastskapasiteten som er tilgjengelig for annen type nødvendig utstyr og mannskap på riggen. Ikke bare må hver seksjon være sterk nok til å bære lasten av andre seksjoner, men eksister-ende plattformer kan også kun bære et begrenset antall seksjoner uten at deres maksimale lastgrenser overstiges. Et stigerør med utilstrekkelig styrke kan føre til sammenbrudd av utstyret og kan være en fare for personalet på plattformen.
Oppdriftsmoduler er typisk tilpasset for å redusere den neddykkede vekten. Toppstrekk påføres så stigerørsstrengen for å forhindre bukling av strengen på grunn av vekten av fluidet i stigerørets boring og sjøstrømmer.
Et økende krav til å bore ved større dybder vann har krevd at tilleggs-stigerør benyttes for å spenne over avstanden fra havbunnen til den flytende plattformen. Stigerørets tilleggsvekt blir et betydelig problem og en begrensende faktor ved større vanndybder. Som en konsekvens av dette medfører benyttelsen av konvensjonelle stålstigerør ved større vanndybde at enda mere verdifull nyttelastkapasitet ofres for å bære det nødvendige forbindelsesrøret.
I tillegg kan den økte vekten av stålstigerøret øke mengden brennstoff-forbruk og operasjonskostnadene kan derfor øke.
Anvendelsen av et materiale med lavere vekt slik som titan har blitt beskrevet i tidligere kjent teknikk. De høye kostnadene forbundet med titan er imidlertid en betydelig ulempe som gjør dets anvendelse upraktisk. Videre har anvendelsen av aluminiumsstigerør tidligere ikke vært utført med suksess, siden vanlige aluminiumlegeringer mangler de nødvendige styrkeegen-skapene.
Fra US 4,183,562 fremgår det en koblingsenhet for stigerørkanalseksjo-ner tilpasset for å motstå høye strekk og bøyespenninger under dypvanns brønnboring og produksjonsoperasjoner ved å hindre spennings-konsentrasjoner.
Det har derfor oppstått et behov for et system, apparat og fremgangsmåte for å bore offshore som overkommer begrensningene i den tidligere kjente teknikken. Et stigerør omfattende et materiale som har et høyt styrke til vekt forhold og motstand mot korrosjon mens den totale vekten av boreutsty-ret reduseres vil være en sårt tiltrengt forbedring i forhold til kjent teknikk. Et slikt forbedret stigerør vil tillate offshore oljeproduksjon ved større vanndybder uten at utstyrskostnadene øker, eller at sikkerheten ved boreoperasjonene settes i fare.
Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer følgelig en fremgangsmåte for å fremstille en del av et stigerør for bruk i offshore boring. Fremgangsmåten omfatter å sveise en første flenset kobling til en første ende av røret som er konstruert av en aluminiumslegering. En andre flenset kobling sveises til en andre ende av røret. Materiale som er benyttet for sveisene omfatter en aluminiumslegering som har et styrke til vekt forhold som er større enn det for stål. Hver av sveisene varmes til en temperatur under sveisenes smeltepunkt. Temperaturen er tilstrekkelig høy til å gløde sveisene.
Videre tilveiebringer den foreliggende oppfinnelsen en stigerørsseksjon som fremkommer ved fremgangsmåten i følge et av kravene 1-5. Stigerørsek-sjonen inkluderer en første rørseksjon som har en flenssideende, en flenset kobling som har en rørsideende og en flenssideende, en sveis som fester den første rørseksjonens flenssideende til den flensede koplingens rørsideende, hvori den flensede koplingens flenssideende er tilpasset for å være frigjørbart festet til en annen flenskoblingsflenssideende. Rørseksjonen omfattes av en aluminiumlegering som har et styrke-til-vekt forhold som er større enn stål. Flenskoblingen omfattes av en aluminiumlegering som har et styrke-til-vekt forhold større enn stål. Sveisen omfattes av en aluminiumlegering som har et styrke-til-vekt forhold større enn stål, og forbedrede mekaniske karakteristikker.
Således kan den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer et forbedret stigerør for benyttelse i offshore boreoperasjoner. I overensstemmelse med en foretrukket utførelse av oppfinnelsen, omfatter en stigerørsanordning for benyttelse i offshoreboring et flertall stigerørseksjoner som er koblet sammen ende mot ende, hvori hver av stigerørseksjonene omfatter et rør som har en første ende og en andre ende, en første flenset kobling sveiset til den første enden av røret, og en andre flenset kobling sveiset til rørets andre ende, hvori røret er konstruert av en aluminiumlegering som har et styrke-til-vekt forhold som er større enn det for stål. Stigerørsanordningen kan valgfritt inkludere én eller flere hjelpelinjer som tilveiebringer hydraulisk kommunikasjon ved en utblåsningssikring (BOP). Hjelpelinjene kan uten begrensning inkludere strupeledning (avledningsrør) og tilførselsrør (drepelinje) ("choke and kill lines"), hydrauliske linjer, og pumpelinje ("booster lines"). I forbindelse med tilveie-bringelse av hjelpelinjer, kan teleskopledd også tilveiebringes for å tillate at stigerøret strekkes uten bevegelse av den flytende riggen pga faktorer slik som havstrømmer, bølger og vinden.
En foretrukket fremgangsmåte for å fremstille stigerøret ifølge oppfinnelsen er også fremlagt, omfattende trinnene med å sveise en første flenset kobling til en første rørende, sveising av en andre flenset kobling til en andre rørende, og oppvarming av sveisene ved en temperatur under sveisenes smeltepunkt som er tilstrekkelig høy til å utgløde/herde sveisene, hvori materialet som benyttes for sveisene omfattes av en aluminiumlegering som har et styrke-til-vekt forhold som er større enn det for stål.
En hensikt ved foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et stigerør som er lettere enn konvensjonelle stålstigerør, men som fremdeles tilfreds-stiller trykk og styrkekravene. Ved benyttelse av et stigerør med et materiale som har et høyt styrke-til-vekt forhold, fremragende sveisekarakteristikker, og motstand mot korrosjon, tillater foreliggende oppfinnelse en lengre stigerørs-streng som trengs i offshoreboreoperasjoner ved dypere vann.
En annen fordel med stigerøret ifølge foreliggende oppfinnelse er at den lave vekten av stigerøret ifølge oppfinnelsen tillater en økt dekklastkapa-sitet for utstyr og operasjonsforsyninger. Den reduserte vekten av stigerøret ifølge oppfinnelsen reduserer kravet til toppstrekk og anvendelsen av oppdriftsmoduler. Ved å redusere toppstrekket, kan mindre strekkenheter benyttes, derved frigjøres til og med mer dekkplass. Den reduserte vekten av stigerøret ifølge oppfinnelsen reduserer også totalkostnadene for offshore boreoperasjonene.
For en mer fullstendig forståelse av oppfinnelsen inkludert dets trekk og fordeler, skal det vises til den vedlagte detaljerte beskrivelsen, som gjøres i forbindelse med de vedlagte tegningene.
Andre hensikter, fordeler, trekk og kjennetegn ved foreliggende oppfinnelse, så vel som fremgangsmåte, betjening og funksjon av tilhørende struk-turelementer, og kombinasjonen av deler og økonomi ved fremstilling, vil bli tydelige ved betraktning av følgende beskrivelse og krav med henvisning til de vedlagte tegningene, idet alle disse danner en del av denne spesifikasjonen, hvori lignende henvisningsbetegnelser utpeker korresponderende deler på de forskjellige figurene, og hvori: Fig. 1 er et sideriss av et offshore boreriggssystem i overensstemmelse med én utførelse av foreliggende oppfinnelse; Fig. 2 er et delsnittriss av en stigerørsseksjon i overensstemmelse med en foretrukket utførelse av foreliggende oppfinnelse; Fig. 3A er et sideriss av en flenskobling i overensstemmelse med en foretrukket utførelse av foreliggende oppfinnelse; Fig. 3B er et tverrsnittriss av en flenskobling i overensstemmelse med en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse; og Fig. 4 er et blokkdiagram av en sveis mellom to sylindriske rørsegmenter under gløde/herdeprosessen.
Tilsvarende nummer og symboler på de forskjellige figurene refererer til tilsvarende deler dersom ikke annet er indikert.
Referanse skal nå gjøres til fig. 1, på hvilken en offshore borerigg er utpekt hovedsakelig ved nummer 10 for å illustrere innholdet av foreliggende oppfinnelse. Mens offshoreboreriggen 10 er avbildet som et nedsenkbart boresystem, vil det forstås av fagmennene innenfor fagområdet at anordnin-gen, systemet og fremgangsmåten for foreliggende oppfinnelse finner lignende anvendelser ved andre typer borerigger, slik som boreskip og lignende.
Offshore boreriggen 10 omfatter et boretårn 12 som bæres av en plattform 14. Plattformen 14 flyter i vannmasser 16 over en sjøbunn 18 med støtte av én eller flere pongtonger 20. Boretårnet 12 fungerer primært for å bore en brønnboring 22 dersom den tas i bruk og pumper olje og annet fossilt brensel fra en brønn.
Et stigerør 24 strekker seg fra plattformen 14 til boreutstyr og en utblås-ningssikkerhetsventil (BOP) 26, som omfatter en serie ventiler som kan lukkes for å forhindre tilfeldige utblåsninger. Ved stigerørets 24 nedre ende er et borehode (ikke vist) tilveiebrakt, som strekker seg inn i brønnboringen 22. Stigerørets 24 primære funksjoner er å lede borerøret og verktøyene til brønn-boring 22 og tilveiebringe en returbane for boreslam som sirkuleres deri.
Stigerøret 24 omfatter flere langstrakte stigerørsledd eller stigerørssek-sjoner 28 som er koblet sammen. Det er ønskelig at hver av stigerørseksjon-ene 28 har et høyt styrke-til-vekt forhold, slik at hver stigerørsseksjon 28 kan motstå trykket av materialet som er lukket deri, så vel som tilpasse seg dekk-lasten, og lasten som forårsakes ved opphenging av tilleggsstigerørsseksjoner 28. Det er videre ønskelig at stigerørsseksjonen 28 er i stand til å motstå varme og korrosjonseffekter av boreslammet så vel som saltvann.
En enkelt stigerørsseksjon (eller stigerørsledd) ifølge en foretrukket ut-førelse av foreliggende oppfinnelse er vist på fig. 2, og utpekt hovedsakelig ved referansenummer 30. Stigerørseksjonen 30 omfattes av et hovedsakelig sylindrisk rør 32, én eller flere tilleggslinjer 34, og kan også omfatte en oppdriftsmodul (ikke vist for å forenkle illustrasjonen). Oppdriftsmodulene kan omfatte to halvmånestykker som boltes til hverandre og klemmes rundt røret 32. Hver oppdriftsmodul er typisk konstruert av syntaktisk skum som inneholder luftfylte baller. Ballenes størrelse kan varieres for å tilveiebringe enten mer eller mindre oppdrift. Andre passende oppdriftsmoduler kan benyttes i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse.
En flenset kobling 36 og en flenset kobling 37 er sveiset til hver ende av røret 32. Den flensede koblingen 36 er vist på fig. 2 som en muffekobling, mens den flensede koblingen 37 er vist som en leddkobling. Røret 32, flenset kobling 36 og flenset kobling 37 er foretrukket fremstilt av et materiale som har følgende egenskaper: en minimum flytegrense på omtrent 346,4616 MPa (50,250 lbs/in<2>), en maksimal strekkstyrke (UTS) på i det minste omtrent 405,067 MPa (58,750 lbs/in<2>), og en elastisitetsmodul på omtrent 68947.57 MPa (10 x 10<6> lbs/in<2>). I én utførelse av foreliggende oppfinnelse, men ikke nødvendigvis, har materialet en tetthet på omtrent en tredjedel av tettheten til stål.
De foregående egenskapene er utført i en legering av aluminium, sink, og magnesium, som er kommersielt tilgjengelig under den russiske betegnelsen AL 1980. AL 1980 er et foretrukket materiale på grunn av dets høye strekkeegenskaper kombinert med dets lave tetthet. I tillegg viser AL 1980 fremragende motstand mot korrosjon, og blir ikke sprø når den eksponeres for hydrogensulfid (H2S). Videre viser AL 1980 fremragende sveisekarakteristikk-ker. Det skal legges merke til at mens AL 1980 er et foretrukket materiale for foreliggende oppfinnelse, ved gjennomgang av denne redegjørelsen, så vil fagmenn innenfor området gjenkjenne at også andre aluminiumlegeringer kan benyttes for å utnytte foreliggende oppfinnelse.
Et sideriss av flenset kobling 36 på fig. 2 er illustrert på fig. 3A og et
tverrsnittriss av flenset kobling 36 er vist på fig. 3. Flenset kobling 36 inkluderer en låsemekanisme som hovedsakelig benyttes for på en sikker måte å for-binde to seksjoner av forbindelsesrøret sammen. Denne låsemekanismen omfatter en serie bolter og gjengede innsatssteder 38. Flenset kobling 36 inkluderer videre åpninger 40 for å føre tilleggslinjer 34.
Stigerørsseksjonene som er konstruert ifølge en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse viser en strekk-kapasitet på omtrent 907185 kg (2,000,000 Ibs) (med i det vesentligste null bøying), og en bøyekapasitet på omtrent 1.288 MNm (950,000 ft-lbs) (under i det vesentligste null bøyning). I tillegg veier et seksjonsledd som er fremstilt fra foretrukket aluminiumlegering AL 1980 omtrent 5670kg (12,500 pund) i luft. Sammenlignet med en konven-sjonell stigerørsseksjon som viser den samme strekk-kapasiteten og bøye-kapasiteten, men veier omtrent 9980.000 kg (22,000 pund), stigerørsseksjo-nen ifølge oppfinnelsen veier nesten halvparten av vekten til stålseksjonen.
Med referanse til fig. 2 igjen kan tilleggslinjene 34 inkludere, men er ikke begrenset til, strupeledning (avledningsrør) og tilførselsrør (drepeled-ning), hydrauliske rør, og trykkrør. Tilleggslinjer 34 er posisjonert på utsiden av røret 32, og har som funksjon å tilveiebringe hydraulisk kommunikasjon til en BOP og brønnhode. Tilleggslinjer 34 er foretrukket fremstilt av et materiale som har en relativt høyere flytespenning og UTS sammenlignet med rør 32 på fig. 2. En foretrukket utførelse av foreliggende oppfinnelse benytter et materiale som har en minimum flytestyrke på omtrent 490 MPa (71,050 lbs/in<2>) og en UTS på minst omtrent 530 MPa (76,850 lbs/in<2>). Et eksempel på et slikt materiale er en aluminium, sink, magnesium og kobberlegering som er kommersielt tilgjengelig under den russiske betegnelsen AL 1953. Tilleggslinjer 34 kan også konstrueres fra AL 1980 serien av aluminiumlegeringer.
Stigerørsseksjonen 30 på fig. 2 inkluderer også en gjenget innsats 54, en bolt 56 og en nesetapp 58 (eng: nose pin) for å koble en streng eller serie av stigerørsseksjoner sikkert sammen. Stigerørsseksjonen 30 inkluderer videre en tilleggslinehylse 60, en tilleggslinelåsmutter 62 og en tilleggslinemutter 64, et tilleggslinerør 66 og en tilleggslineteleskoperingstapp 68 for å sikre hver tilleggsline 34 på en måte som vil omfattes av fagmannen innenfor fagområdet. Teleskoperingstappen 68 fungerer effektivt for å tilveiebringe et gap mellom koblingene av stigerørsseksjonene 30 for å tillate strekkebevegelse. Fig. 2 viser også sveiser 70 mellom en ende av røret 32 og flenset kobling 36, og mellom rørets 32 andre ende og flenset kobling 37. Sveisene 70 kan også benyttes for å sveise to hovedsakelig sylindriske rørsegmenter sammen. Sveisene 70 er foretrukket omfattet av et materiale som har lav vekt og høye styrkeegenskaper, slik som AL 1980.
Kompletteringen av serier av operasjoner for å fremstille stigerøret, inkludert sveising av røret 32 til de flensede koblingene 36 og 37 i overensstemmelse med en foretrukket utførelse av oppfinnelsen, etterfølges av at sveisene 70 utsettes for en gløde/herdeprosess. Under glødeprosessen, er sveisene 70 utsatt for lokal varmebehandling som påvirker endringer i sveisenes 70 molekylstruktur, som igjen styrker sveisene 70 og hele stigerørs-strengen. Det skal vises til fig. 4 som viser et blokkdiagram av en sveis 42 som skal benyttes for å sammenføye to sylindriske rørsegmenter 44 og 46 under glødeprosessen. Glødeprosessen omfatter to hovedtrinn. Først er sveisen 42 utsatt for varmeinnretninger ved en temperatur på omtrent 100 °C. Slik det vises på fig. 4 er et flertall varmeinnretninger 48 brakt i nær avstand til sveisen 42. I en foretrukket utførelse av foreliggende oppfinnelse omslutter fire semisirkulære varmeinnretninger 48 sveisen 42 og er benyttet for å tilføre varme til sveisen 42 på en enhetlig måte. Varmeinnretningene 48 er omsluttet ved en isolasjonsinnretning 50. Varmeinnretningen 48 er kontrollert ved en mikrokontrollenhet eller mikroprosessor (ikke vist) som kan programmeres ifølge ønskede spesifikasjoner. I overensstemmelse med en foretrukket utfør-else av foreliggende oppfinnelse, er temperaturen gradvis økt med en hastighet i området omtrent 20 °C/time til omtrent 40 °C/time. Omtrent 5 timer er tilstrekkelig tid for dette trinnet.
I andre trinn av gløde/herdeprosessen er temperaturen økt til omtrent 175 °C ved en hastighet i området omtrent 20 °C/time til omtrent 40 °C/time. Den foretrukne holdetiden ved 175 °C bør være omtrent 3 timer. Etter holdetiden har utløpt luftavkjøles sveisen 42.
Trekk og fordeler ved et stigerør av aluminium som er klargjort i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse er demonstrert i en sammenlig-ningsstudie mot et jernholdig metall (stål) stigerør. Sammenligningen var ut-ført på en oljebrønn boret i en vanndybde på over 2440 m (8000 fot). Det ble funnet at for et stigerør i aluminium som er fremstilt i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse kreves det at 50 sammenføyninger ut av 106 totale sammenføyninger kles med oppdriftsmoduler, mens konvensjonelle stigerør i stål krever at totalt 103 av 106 sammenføyninger kles med oppdriftsmoduler. På grunn av reduksjonen i oppdriftsmoduler som skal tilpasses, og den lavere tettheten av stigerøret ifølge foreliggende oppfinnelse, reduseres lasten som virker på stigerørets oppbevaringsdekk fra 2040 standardtonn for et konvensjonelt stigerør i stål til 1032 standardtonn når stigerøret ifølge oppfinnelsen benyttes.
En annen sammenligning ble utført for en oljebrønn på omtrent 3000 m (dvs. 9842,5 fot) i vann der et stigerør fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse krever at 43 av 131 sammenføyninger i stigerøret kles med oppdrift. Dersom det antas en mudvekt på omtrent 13.42056 g/cm<3> (14 pund per gallon) i stige-rørets boring vil dette kreve et toppstrekk (basert på API 16Q) på 6352 kN (1428 KIPS). Ved å benytte det samme scenarioet ville et konvensjonelt stige-rør i stål kreve et toppstrekk på 12500 kN (2810 KIPS).
Mens denne oppfinnelsen er beskrevet med henvisning til utførelsen som er illustrert, skal ikke beskrivelsen betraktes på en begrensende måte. Forskjellige modifikasjoner og kombinasjoner av de utførelsene som illustre-res så vel som andre utførelser ifølge oppfinnelsen vil være åpenbare for fagmannen innenfor fagområdet ved referanse til beskrivelsen. Det er derfor ment at de vedlagte kravene angir slike modifikasjoner eller utførelser.
Claims (11)
1. En fremgangsmåte for å fremstille en del av et stigerør for bruk i offshore boring,
karakterisert ved å: sveise en første flenset kobling til en første ende av røret som er konstruert av en aluminiumslegering, sveise en andre flenset kobling til en andre ende av røret, idet materiale som er benyttet for sveisene omfatter en aluminiumslegering som har et styrke til vekt forhold som er større enn det for stål, og varme hver av sveisene til en temperatur under sveisenes smeltepunkt, idet temperaturen er tilstrekkelig høy til å gløde sveisene.
2. Fremgangsmåte i følge krav 1, hvori oppvarming av hver av sveisene omfatter: først utsette sveisen (70) for en starttemperatur, så hovedsakelig øke temperaturen som sveisen (70) er utsatt for ved en første hastighet til en første temperatur er nådd, og så fortsette å utsette sveisen (70) for omtrent den første temperaturen for en første tidsperiode.
3. Fremgangsmåte i følge krav 2, hvori oppvarming av hver av sveisene omfatter at: sveisen så luftkjøles, temperaturen som sveisen (70) er utsatt for økes så hovedsakelig ved en andre hastighet til den andre temperaturen er nådd, og så fortsetter å utsette sveisen (70) til omtrent den andre temperaturen for en andre tidsperiode.
4. Fremgangsmåte i følge krav 3,
karakterisert ved at: første og andre temperaturer hver er innenfor perioden omtrent 100 °C til omtrent 175 °C, første og andre hastigheter hver er innenfor området omtrent 20 °C/time til omtrent 40 °C/time, og første og andre tidsperioder hver er innenfor området på omtrent 1 time til omtrent 3 timer.
5. Fremgangsmåte i følge krav 4,
karakterisert ved at: den første temperaturen er omtrent 100 °C, den første tidsperioden er i området omtrent 1,5 timer til omtrent 2 timer, den andre temperaturen er omtrent 175 °C, og den andre tidsperioden er omtrent 3 timer.
6. Stigerørsseksjon som fremkommer ved fremgangsmåten i følge et av kravene 1-5, inkludert en første rørseksjon som har en flenssideende, en flenset kobling (36, 37) som har en rørsideende og en flenssideende, en sveis (70) som fester den første rørseksjonens flenssideende til den flensede koplingens rørsideende, hvori den flensede koplingens flenssideende er tilpasset for å være frigjørbart festet til en annen flenskoblingsflenssideende, karakterisert ved at: rørseksjonen omfattes av en aluminiumlegering som har et styrke-til-vekt forhold som er større enn stål, flenskoblingen (36, 37) omfattes av en aluminiumlegering som har et styrke-til-vekt forhold større enn stål, sveisen (70) omfattes av en aluminiumlegering som har et styrke-til-vekt forhold større enn stål, og forbedrede mekaniske karakteristikker.
7. Stigerørsseksjon ifølge et av kravene 5 eller 6, videre karakterisert ved at rørseksjonens aluminiumlegering og flens-koblingens (36, 37) aluminiumlegering er av samme materialet som utgjøres av en aluminiumlegering, sink og magnesium.
8. Stigerørsseksjon ifølge et av kravene 6-7,
karakterisert ved at hver aluminiumlegering har en minimum flytespenning på omtrent omtrent 3,530 kg/cm<2>, en maksimal strekkstyrke på i det minste omtrent 4,130 kg/cm<2>, og en elastisitetsmodul på omtrent 7 x 10<5> kg/cm<2.>
9. Stigerørsseksjon ifølge et av kravene 6-8, videre
karakterisert ved at hver aluminiumlegering har en tetthet på ikke mindre enn omtrent en tredel av jernholdig stål.
10. Stigerørsanordning (24) for benyttelse i offshoreboring etter olje eller annet fossilt brensel, der stigerørsanordningen (24) har et flertall av stigerørs-seksjoner (28) koblet i serie ende mot ende,
karakterisert ved at hver stigerørsseksjon (28) inkluderer to stige-rørsseksjoner ifølge et av kravene 6-9 med rørsideenden av hvert stigerørs-seksjonselement koblet til rørsideenden av en annet stigerørsseksjon i aksial justering/innretning.
11. System (10) for offshoreboring eller produksjon inkludert en flytende plattform (14), et boretårn (12) koblet til den flytende plattformen (10), og en stigerørsanordning (24) koblet til den flytende plattformen (14), karakterisert ved at stigerørsanordningen (24) inkluderer trekk-ene ifølge stigerørsanordningen (24) ifølge krav 10.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/603,246 US6415867B1 (en) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | Aluminum riser apparatus, system and method |
PCT/US2001/003137 WO2002001038A1 (en) | 2000-06-23 | 2001-01-31 | Aluminium riser apparatus, system and method of manufacturing |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20026221D0 NO20026221D0 (no) | 2002-12-23 |
NO20026221L NO20026221L (no) | 2003-02-24 |
NO329074B1 true NO329074B1 (no) | 2010-08-16 |
Family
ID=24414630
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20026221A NO329074B1 (no) | 2000-06-23 | 2002-12-23 | Apparat, system og fremgangsmåte for fremstilling av stigerør i aluminium |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US6415867B1 (no) |
EP (1) | EP1299614B1 (no) |
AU (1) | AU2001234679A1 (no) |
BR (1) | BR0112387B1 (no) |
CA (1) | CA2413444C (no) |
MX (1) | MXPA03000173A (no) |
NO (1) | NO329074B1 (no) |
WO (1) | WO2002001038A1 (no) |
Families Citing this family (53)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NO994094D0 (no) * | 1999-08-24 | 1999-08-24 | Aker Riser Systems As | Stigerörsanordning |
US6862099B2 (en) * | 2002-04-05 | 2005-03-01 | Varco I/P | Tubular ovality testing |
US6931748B2 (en) | 2002-04-05 | 2005-08-23 | Varco I/P, Inc. | Riser and tubular inspection systems |
US6883804B2 (en) | 2002-07-11 | 2005-04-26 | Parker-Hannifin Corporation | Seal ring having secondary sealing lips |
FR2891579B1 (fr) * | 2005-10-04 | 2007-11-23 | Inst Francais Du Petrole | Colonne montante avec conduites auxiliaires rigides. |
FR2891577B1 (fr) * | 2005-10-04 | 2007-11-16 | Inst Francais Du Petrole | Colonne montante avec conduites auxiliares montees sur tourillons. |
US20070261226A1 (en) * | 2006-05-09 | 2007-11-15 | Noble Drilling Services Inc. | Marine riser and method for making |
US8459361B2 (en) | 2007-04-11 | 2013-06-11 | Halliburton Energy Services, Inc. | Multipart sliding joint for floating rig |
RU2468277C2 (ru) * | 2007-04-27 | 2012-11-27 | Алкоа Инк. | Райзер |
AU2013219173B2 (en) * | 2007-04-27 | 2016-08-11 | Arconic Inc. | Method and apparatus for connecting drilling riser strings and compositions thereof |
US20090212092A1 (en) * | 2008-02-21 | 2009-08-27 | Israel Stol | Method for forming friction welded compression based tubular structures |
US8789605B2 (en) | 2008-04-30 | 2014-07-29 | Parker-Hannifin Corporation | Riser clamp |
CA2720829C (en) * | 2008-05-04 | 2014-07-08 | Aquatic Company | Aluminum riser assembly |
US9138786B2 (en) | 2008-10-17 | 2015-09-22 | Foro Energy, Inc. | High power laser pipeline tool and methods of use |
US9347271B2 (en) | 2008-10-17 | 2016-05-24 | Foro Energy, Inc. | Optical fiber cable for transmission of high power laser energy over great distances |
US9664012B2 (en) | 2008-08-20 | 2017-05-30 | Foro Energy, Inc. | High power laser decomissioning of multistring and damaged wells |
US8627901B1 (en) | 2009-10-01 | 2014-01-14 | Foro Energy, Inc. | Laser bottom hole assembly |
US20120261188A1 (en) | 2008-08-20 | 2012-10-18 | Zediker Mark S | Method of high power laser-mechanical drilling |
US9089928B2 (en) | 2008-08-20 | 2015-07-28 | Foro Energy, Inc. | Laser systems and methods for the removal of structures |
US8571368B2 (en) | 2010-07-21 | 2013-10-29 | Foro Energy, Inc. | Optical fiber configurations for transmission of laser energy over great distances |
US9360631B2 (en) | 2008-08-20 | 2016-06-07 | Foro Energy, Inc. | Optics assembly for high power laser tools |
BRPI0918403A2 (pt) | 2008-08-20 | 2015-11-24 | Foro Energy Inc | método e sistema para avanco de um furo de poço com o uso de um laser de alta potência |
US9027668B2 (en) | 2008-08-20 | 2015-05-12 | Foro Energy, Inc. | Control system for high power laser drilling workover and completion unit |
US9719302B2 (en) | 2008-08-20 | 2017-08-01 | Foro Energy, Inc. | High power laser perforating and laser fracturing tools and methods of use |
US9244235B2 (en) | 2008-10-17 | 2016-01-26 | Foro Energy, Inc. | Systems and assemblies for transferring high power laser energy through a rotating junction |
US9669492B2 (en) | 2008-08-20 | 2017-06-06 | Foro Energy, Inc. | High power laser offshore decommissioning tool, system and methods of use |
US9267330B2 (en) | 2008-08-20 | 2016-02-23 | Foro Energy, Inc. | Long distance high power optical laser fiber break detection and continuity monitoring systems and methods |
US9080425B2 (en) | 2008-10-17 | 2015-07-14 | Foro Energy, Inc. | High power laser photo-conversion assemblies, apparatuses and methods of use |
US9242309B2 (en) | 2012-03-01 | 2016-01-26 | Foro Energy Inc. | Total internal reflection laser tools and methods |
US10301912B2 (en) * | 2008-08-20 | 2019-05-28 | Foro Energy, Inc. | High power laser flow assurance systems, tools and methods |
US9074422B2 (en) | 2011-02-24 | 2015-07-07 | Foro Energy, Inc. | Electric motor for laser-mechanical drilling |
FR2937676B1 (fr) * | 2008-10-29 | 2010-11-19 | Inst Francais Du Petrole | Methode pour alleger une colonne montante avec piece d'usure optimisee |
BRPI1013945A2 (pt) * | 2009-05-04 | 2016-04-05 | Cameron Int Corp | linhas de alumínio auxiliares para riser de perfuracao |
US8720584B2 (en) | 2011-02-24 | 2014-05-13 | Foro Energy, Inc. | Laser assisted system for controlling deep water drilling emergency situations |
US8783361B2 (en) | 2011-02-24 | 2014-07-22 | Foro Energy, Inc. | Laser assisted blowout preventer and methods of use |
US8684088B2 (en) | 2011-02-24 | 2014-04-01 | Foro Energy, Inc. | Shear laser module and method of retrofitting and use |
US8783360B2 (en) * | 2011-02-24 | 2014-07-22 | Foro Energy, Inc. | Laser assisted riser disconnect and method of use |
FR2950650B1 (fr) * | 2009-09-28 | 2013-11-22 | Inst Francais Du Petrole | Colonne montante avec conduites auxiliaires rigides assemblees par des broches |
CA2808214C (en) | 2010-08-17 | 2016-02-23 | Foro Energy Inc. | Systems and conveyance structures for high power long distance laser transmission |
US9334695B2 (en) | 2011-04-18 | 2016-05-10 | Magma Global Limited | Hybrid riser system |
US20120312544A1 (en) * | 2011-06-10 | 2012-12-13 | Charles Tavner | Riser system |
EP2715887A4 (en) | 2011-06-03 | 2016-11-23 | Foro Energy Inc | PASSIVELY COOLED HIGH ENERGY LASER FIBER ROBUST OPTICAL CONNECTORS AND METHODS OF USE |
WO2012168742A2 (en) * | 2011-06-10 | 2012-12-13 | Magma Global Limited | Riser system |
US8657013B2 (en) * | 2011-08-19 | 2014-02-25 | Cameron International Corporation | Riser system |
US20150122502A1 (en) * | 2011-10-19 | 2015-05-07 | Advanced Joining Technologies, Inc. | Riser sections and methods for making same |
RU2506459C2 (ru) * | 2011-10-21 | 2014-02-10 | Дмитрий Владимирович Боровков | Насосно-компрессорная стальная труба и колонна насосно-компрессорных стальных труб |
BR112015004458A8 (pt) | 2012-09-01 | 2019-08-27 | Chevron Usa Inc | sistema de controle de poço, bop a laser e conjunto de bop |
EP2971442B1 (en) | 2013-03-15 | 2019-01-09 | Ameriforge Group Inc. | Drilling riser assemblies |
US10221687B2 (en) | 2015-11-26 | 2019-03-05 | Merger Mines Corporation | Method of mining using a laser |
RU167979U1 (ru) * | 2016-07-14 | 2017-01-13 | Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" | Лифтовая колонна для эксплуатации газовых скважин на поздней стадии разработки месторождения |
CN106089105A (zh) * | 2016-07-28 | 2016-11-09 | 浙江中锐重工科技股份有限公司 | 一种大口径工程钻机钻杆 |
CN108548043B (zh) * | 2018-02-28 | 2019-11-26 | 哈尔滨工程大学 | 一种用于海洋油气隔水管处泄漏的应急控油装置 |
CN110362940B (zh) * | 2019-07-19 | 2022-05-17 | 中国船舶科学研究中心(中国船舶重工集团公司第七0二研究所) | 复杂载荷作用下海洋工程结构极限承载能力计算方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4183562A (en) * | 1977-04-01 | 1980-01-15 | Regan Offshore International, Inc. | Marine riser conduit section coupling means |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3605413A (en) * | 1969-10-24 | 1971-09-20 | North American Rockwell | Riser with a rigidity varying lower portion |
US3933108A (en) | 1974-09-03 | 1976-01-20 | Vetco Offshore Industries, Inc. | Buoyant riser system |
US4188156A (en) * | 1978-06-01 | 1980-02-12 | Cameron Iron Works, Inc. | Riser |
US4495999A (en) | 1982-05-10 | 1985-01-29 | Sykora James H | Deep water hydrostatic head control |
US4573714A (en) | 1983-04-26 | 1986-03-04 | Vetco Offshore, Inc. | Marine riser coupling assembly |
US4634314A (en) * | 1984-06-26 | 1987-01-06 | Vetco Offshore Inc. | Composite marine riser system |
US5439323A (en) | 1993-07-09 | 1995-08-08 | Westinghouse Electric Corporation | Rod and shell composite riser |
JP3270598B2 (ja) | 1993-11-08 | 2002-04-02 | キヤノン株式会社 | インクジェット捺染用布帛並びにインクジェット捺染方法並びに捺染物 |
US5599467A (en) | 1993-11-19 | 1997-02-04 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Aluminum weldment and method of welding aluminum workpieces |
US5474132A (en) | 1994-04-28 | 1995-12-12 | Westinghouse Electric Corporation | Marine riser |
US5727630A (en) | 1996-08-09 | 1998-03-17 | Abb Vetco Gray Inc. | Telescopic joint control line system |
BR9714217A (pt) | 1996-12-09 | 2000-04-18 | Hydril Co | Sistema e processo de controle preventivo contra explosão |
US5992893A (en) | 1997-02-12 | 1999-11-30 | Drill-Quip, Inc. | Connector |
US5813467A (en) | 1997-02-14 | 1998-09-29 | Northrop Grumman Corporation | Composite cylinder termination formed using snap ring |
-
2000
- 2000-06-23 US US09/603,246 patent/US6415867B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-01-31 EP EP01906815A patent/EP1299614B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-01-31 CA CA002413444A patent/CA2413444C/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-01-31 MX MXPA03000173A patent/MXPA03000173A/es active IP Right Grant
- 2001-01-31 BR BRPI0112387-4A patent/BR0112387B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2001-01-31 AU AU2001234679A patent/AU2001234679A1/en not_active Abandoned
- 2001-01-31 WO PCT/US2001/003137 patent/WO2002001038A1/en active IP Right Grant
-
2002
- 2002-03-27 US US10/108,075 patent/US6615922B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-12-23 NO NO20026221A patent/NO329074B1/no not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4183562A (en) * | 1977-04-01 | 1980-01-15 | Regan Offshore International, Inc. | Marine riser conduit section coupling means |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
OMAE98-0540, Tikhonov et al.: "Selection of parameters and bending vibrations of deepwater drilling aluminium riser in random waves", 17th International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering", 5 - 9 July 1998, Lisbon, Portugal * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO20026221D0 (no) | 2002-12-23 |
MXPA03000173A (es) | 2004-09-13 |
US20020096335A1 (en) | 2002-07-25 |
AU2001234679A1 (en) | 2002-01-08 |
CA2413444A1 (en) | 2002-01-03 |
BR0112387B1 (pt) | 2009-05-05 |
BR0112387A (pt) | 2003-06-10 |
US6415867B1 (en) | 2002-07-09 |
US6615922B2 (en) | 2003-09-09 |
EP1299614A1 (en) | 2003-04-09 |
WO2002001038A1 (en) | 2002-01-03 |
EP1299614B1 (en) | 2006-08-16 |
NO20026221L (no) | 2003-02-24 |
CA2413444C (en) | 2009-10-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO329074B1 (no) | Apparat, system og fremgangsmåte for fremstilling av stigerør i aluminium | |
JP5127918B2 (ja) | 掘削ライザーストリングを接続する方法及び装置並びに該ライザーストリングの複合体 | |
EP2281101B1 (en) | Aluminum riser assembly | |
US20070261226A1 (en) | Marine riser and method for making | |
Schutz et al. | Recent developments in titanium alloy application in the energy industry | |
NO345165B1 (no) | Boresystem for boring av jordformasjoner ved å benytte en boreplattform | |
CN1961121A (zh) | 用于海上平台的带有密封隔板的梯级链条 | |
US11486229B2 (en) | Cooling fluid circulation systems for offshore production operations | |
AU2013219173B2 (en) | Method and apparatus for connecting drilling riser strings and compositions thereof | |
CN219158920U (zh) | 一种轻质送入钻杆 | |
US9702213B2 (en) | Marine riser system | |
Gwilliam | Implement russian aluminum drill pipe and retractable drilling bits into the USA |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
CREP | Change of representative |
Representative=s name: BRYN AARFLOT AS, POSTBOKS 449 SENTRUM, 0104 OSLO, |
|
CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: ALCOA OIL & GAS INC, US |
|
CREP | Change of representative |
Representative=s name: ZACCO NORWAY AS, POSTBOKS 2003 VIKA, 0125 OSLO |
|
CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: ARCONIC INC., US |
|
CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: ARCONIC ROLLED PRODUCTS CORPORATION, US |
|
MK1K | Patent expired |