NO332026B1

NO332026B1 - Undersjoisk bronnhodemontasje og framgangsmate for komplettering og produksjon av en undersjoisk bronn.

Info

Publication number: NO332026B1
Application number: NO20030445A
Authority: NO
Inventors: Stanley Hosie
Original assignee: Vetco Gray Inc
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2012-05-29
Also published as: BR0300152A; US20030141071A1; GB2384794A; BR0300152B1; NO20030445L; GB0302064D0; GB2384794B; NO20030445D0; US6942028B2

Abstract

En undersjøisk brønnhodemontasje har et brønnhodehus ved den øvre enden av brønnen. Brønnhodehuset støtter en eller flere rørstrenger, hvor hver av disse har en røropphenger. En produksjonsrørspole kobles til den øvre enden av brønnhodehuset. Produksjonsrørspolen har en forankringsskulder med et flertall av hjelpepassasjer som strekker seg fra skulderen til utsiden av produksjonsrørspolen. Hjelpepassasjene er plassert med mellomrom i periferien rundt produksjonsrørspolen. Et mottak på utsiden av produksjonsrørspolen er forbundet med disse hjelpepassasjene. En røropphenger er forankret i produksjonsrørspolen, hvor røropphengeren har hjelpeporter plassert med mellomrom i periferien rundt denne. Disse portene er tilpasset hjelpepassasjene for å forbindes med hjelpeledningene som strekker seg langs røret. Et produksjonstre er montert til den øvre enden av produksjonsrørspolen. En styringsenhet montert til produksjonstremontasjen har en f ritt bærende leder som strekker seg fra denne og som plugges inn i mottaket.

Description

Den foreliggende oppfinnelsen angår en undersjøisk brønnhodemontasje og en framgangsmåte for komplettering og produksjon av en undersjøisk brønn slik det i følge den innledende del av henholdsvis patentkrav 1 og 8.

Bakgrunn

En type undersjøiske brønnhode-sammenstillinger har et brønnhodehus plassert i den øvre enden av brønnen. En eller flere strenger med foringsrør er støttet av røropphengere i brønnhodehuset. I en vanlig undersjøisk brønnhode-sammenstilling settes en produksjons-rørspole festet til en rørstreng i brønnholdehuset over foringsrøret. Røropphengeren har typisk et flertall vertikale hjelpepassasjer som omgir et vertikalt borehull. Hjelpepassasjene fremskaffer penetreringsadgang gjennom røropphengeren for hydrauliske og elektriske komponenter plassert nede i brønnhullet. Elektriske og hydrauliske ledninger strekker seg langs røret for å styre ventiler, temperatursensorer og liknende nede i brønnhullet. Røropphengeren har også en ringromspassasje i røret som er forskjøvet og parallell til brønnhullet for forbindelse med ringrommet i røret.

Et produksjonstre er forankret på brønnhodehuset. Produksjonstreet har et vertikalt brønnhull som mottar en oppstrøm fra røropphengeren. Treet har ventiler og typisk en strupeventil for å styre strømningen fra brønnen. De vertikale hjelpepassasjene i røropphengeren tilpasses hjelpekoblinger som stikker frem fra fundamentet til treet. Hjelpepassasjene i treet fører til en styringsenhet som er montert til tresammenstillingen.

En ulempe hos vanlige typer undersjøiske brønnhode-sammenstillinger er at røropphengeren må ha en temmelig stor diameter på grunn av antallet vertikale passasjer som strekker seg gjennom det. En røropphenger med stor diameter krever et stigerør med stor diameter som røropphengeren på kjøres gjennom før installasjon av treet.

I en annen type tre, ofte kalt et "horisontalt tre", er røropphengeren satt i treet etter at treet er installert, heller enn å sette den i brønnhodehuset. Denne røropphengeren har et vertikal sentralt brønnhull, men har ikke en ringromspassasje som strekker seg gjennom dette. Et sideutløp i røropphengeren strekker seg fra det sentrale brønnhullet for produksjonsstrømmen. Den har heller vanligvis ikke vertikale hjelpepassasjer som strekker seg gjennom denne, derfor kan den være mindre i diameter enn en røropphenger for et vanlig tre. En type røropphenger for horisontale tre har hjelpepassasjer som strekker seg gjennom den nedre delen av en nedre konveks ringformet skulder. Skulderen hos røropphengeren er tilpasset med en konkav skulder dannet i brønnhullet til treet. Hjelpepassasjer strekker seg gjennom treet og registreres med hjelpeporten hos røropphengeren.

Oppfinnelsen

En undersjøisk brønnhodemontasje ifølge den foreliggende oppfinnelsen framgår av den karakteriserende del av patentkrav 1 og en framgangsmåte for komplettering og produksjon av en undersjøisk brønn ifølge den foreliggende oppfinnelsen framgår av den karakteriserende del av patentkrav 8. Ytterligere fordelaktige trekk framgår av de respektive uselvstendige patentkravene.

Den undersjøiske brønnhode-sammenstillingen i samsvar med oppfinnelsen har en rørformet hussammenstilling og minst en foringsrøropphenger som er forankret i denne for å støtte en foringsstreng. Et flertall av hjelpepassasjer strekker seg gjennom og er plassert med mellomrom i periferien rundt hussammenstillingen. En røropphenger er forankret i hussammenstillingen for å støtte en rørstreng. Røropphengeren har et flertall av hjelpeporter plassert med mellomrom rundt denne, tilpasset hjelpepassasjene hos hussammenstillingen for å forbinde hjelpepassasjene med hjelpeledningene som strekker seg ned langs røret fra røropphengeren. Et produksjonstre er montert til den øvre enden av hussammenstillingen for mottak og styring av brønnfluid som strømmer oppover fra røropphengeren.

I tillegg er et mottak fortrinnsvis montert på utsiden av hussammenstillingen i forbindelse med hjelpepassasjene. En styringsenhet er montert til tresammenstillingen for styring av elektriske og hydrauliske funksjoner hos tresammenstillingen. En frittbærende leder strekker seg fra styringsenheten, hvor den frittbærende lederen har en plugg som stikkes inn i mottaket for å forbinde styringsenheten med hjelpeledningene. Hjelpeledningene er fortrinnsvis koblet til mottaket ved hjelp av en ROV (et fjernstyrt undervannsfartøy).

I den foretrukne utførelsesformen terminerer hjelpepassasjene som strekker seg gjennom hussammenstillingen ved en konkav skulder dannet i brønnhullet hos hussammenstillingen. Røropphengeren har en konveks tilpasset flate som forankres på skulderen. Hjelpeportene i røropphengeren terminerer ved den konvekse forankringsflaten. I den foretrukne utførelsesformen omfatter hussammenstillingen to komponenter, et brønnhodehus hvor foringsrørene forankres og en produksjonsrørspole montert oppå brønnhodehuset. Røropphengeren er forankret i produksjons-rørspolen.

Eksempel

Oppfinnelsen i seg selv, likesom en foretrukken bruksform, ytterligere formål og fordeler, vil best forstås med henvisning til den følgende detaljerte beskrivelsen av en illustrerende utførelsesform når den leses sammen med de vedlagte tegningene, hvor: fig. la er et tverrsnittsriss av en øvre del av en brønnhode-sammenstilling konstruert i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen og

fig. 1 b er et tverrsnittsriss av en nedre del av en brønnhode-sammenstilling konstruert i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen.

Det henvises nå til fig. la, hvor brønnhode-sammenstilling 11 omfatter et vanlig ventiltre eller produksjonstre 13 montert på den øvre enden av en produksjons-rørspole 15 ved bruk av en kobling 17. Produksjons-rørspolen 15 er et sylindrisk rørorgan. Koblingen 17 har et ringformet stempel 19 som beveger seg vertikalt for å velge et flertall låseorganer 21 selektivt til å engasjere en rilleprofil på utsiden av produksjons-rørspolen 15. Når stemplet 19 er i den øvre posisjonen, løses låseorganene 21 fra profilen på spolen 15. Når stemplet 19 beveges nedover, skyves låseorganene 21 innover for å engasjere profilen. Treet 13 har en vertikal boring 23 og produksjonsventiler 25, 27 er plassert i boringen 23. Treet 13 har også en horisontal produksjonspassasje 29, som strekker seg fra boringen 23, og inneholder en ventil 31.

En styremekanisme 33 for ventiltre er montert på utsiden av treet 13. Styringsmekanismen 33 inneholder styringer og koblinger for å fremskaffe elektriske signaler og hydraulisk trykk for treet 13 under brønnoperasjoner. En frittbærende leder 35 strekker seg fra styringsmekanismen 33 til en innstikkingsplate 37, hvor innstikkingsplaten 37 stikkes inn i et mottak 39 hos spolen 15. Alternativt kan en innstikkingsplate på en separat frittbærende leder (ikke vist), som strekker seg fra stigerør-sammenstillingen, kobles til mottaket 39, avhengig av operasjonsmodus hos brønnhode-sammenstillingen 11. Et flertall av interne hjelpepassasjer 41 (kun to vist) forbinder boringen 43 hos spolen 15 med mottaket 39. Passasjene 41 er plassert med mellomrom i periferien vekk fra hverandre og terminerer fortrinnsvis på en sfærisk, konkav forankringsskulder 48 hos boringen 43 hos spolen 15.

En røropphenger 45 er vist forankret i spolen 15. Røropphengeren 45 har en boring 46 og en ytre diameter som fortrinnsvis er 35 cm eller mindre, som tillater bruk av opphengeren 45 i typiske brønnhode-installasjoner. En rørformet stinger eller innsatskrone 47 kobler boringen 46 til boringen 23 hos treet 13. Skulderen 48 engasjeres ved en nedoverrettet sfærisk skulder 49 på utsiden av røropphengeren 45. Tetninger 51 er montert i portene 53, som er anbrakt i skulderen 49 og er skråstilt til å være normal på skuldrene 48, 49. Tetningene 51 er fjærforspent mot en ytre posisjon, tetningene 51 kontakter skulderen 48 når røropphengeren 45 er forankret i spolen 15. Hjelpeportene 53, hvor hver av disse er tettet med en av tetningene 51, er forbundet med hjelpepassasjene 41 i produksjonsrørspolen 15. Hver hjelpeport 53 fører til indre, vertikale hjelpepassasjer 41 i røropphengeren 45. Hjelpepassasjene 55 strekker seg til hjelpeledninger 57, hvor ledningene 57 strekker seg ned i hullet for å fremskaffe fluidtrykk for betjening av ulike anordninger, inkludert sikkerhetsventiler 59 (fig. la). Hydraulisk trykk i ledninger 57 opprettholder sikkerhetsventiler 59 i en åpen posisjon.

Den nedre enden av spolen 15 er montert med en kobling 63 til den øvre enden av et høytrykks-eller indre brønnhodehus 61. Koblingen 63 er konstruert og drives som koblingen 17 beskrevet ovenfor. Det indre brønnhodehuset 61 er montert inne i det ytre brønnhodehuset 64, som er festet til havbunnen. Produksjonsrøret 65 er opphengt fra den nedre delen av røropphengeren 45. Adgang til det rørformete ringrommet som omgir røret 65 kan være gjennom en port (ikke vist) i produksjonsrørspolen 15 under den sfæriske skulderen 48,49.

Røret 65 strekker seg gjennom en foringsrøropphenger 67, som er forankret i et indre brønnhodehus 61. Foringsrør 69 er festet til den nedre enden av foringsrøropphengeren 67 og strekker seg nedover inn i brønnen. En andre foringsrøropphenger 71 kan valgfritt være forankret innenfor det indre brønnhodehuset 61 for støtte av en ekstra, konsentrisk streng av ytre foringsrør 73.

Røropphengeren 45 har fortrinnsvis føringsmidler (ikke vist) for rotasjonsorientering av opphengeren 45 innenfor spolen 15 for å innrette portene 53 og passasjene 41. For eksempel kan en orienteringshylse henge nedover fra opphengeren 45 for å engasjere foringsopphengeren 67 eller andre komponenter i spolen 15 eller indre brønnhodehus 61.

For å sette sammen brønnhode-sammenstillingen 11 er det ytre brønnhodehuset 64 installert ved en undersjøisk brønn, og indre brønnhodehus 61 er montert innenfor den øvre enden av huset 64. Ytre foringsrør 73 senkes så inn i brønnen og den øvre enden av foringsrøret 73 festes til den nedre enden av foringsrøropphengeren 71 før foringsrøropphengeren 71 forankres i det indre brønnhodehuset 61. Foringsrøret 69 senkes inn i brønnen innenfor foringsrøret 73, den nedre enden av foringsrøropphengeren 67 er festet til den øvre enden av foringsrøret 69, og foringsrøropphengeren 67 er forankret i det indre brønnhodehuset 61 over foringsrøropphengeren 71.

Den øvre delen av brønnhode-sammenstillingen 11 er satt sammen ved å senke spolen 15 og koblingen 63 opp på den øvre enden av det indre brønnhodehuset 61. Stemplet 19 hos koblingen 63 beveges så nedover for å forårsake låseorganer 21 til å engasjere rilleprofilen på utsiden av huset 61. Røret 65 senkes ned i brønnen gjennom spolen 15 og foringsrøropphengere 67, 71 og innenfor foringsrøret 69. Røret 65 festes til den øvre enden av røropphengeren 45, og opphengeren 45 forankres til boringen 43 hos spolen 15. Forseglingen 51 engasjerer skulderen 48, presser sammen tetningene 51 og sikrer en ordentlig tetning. Portene 53 innrettes med passasjene 41 til å fremskaffe en bane for at fluidtrykket kan passere inne i røropphengeren 45.

Ventiltreet 13, koblingen 17, styringsmekanismen 33 og innsatskronen 47 senkes ned i posisjon ved den øvre enden av spolen 15 og koblingen 63 manipuleres slik som beskrevet ovenfor for koblingen 63 for å forårsake at låseorganene 21 griper inn i rilleprofilen på utsiden av spolen 15. Innstikkingsplaten 37 hos den frittbærende lederen 35 festes så til mottaket 39 ved hjelp av et fjernstyrt undervannsfartøy.

Under operasjon fremskaffer styringsmekanismen 33 elektriske signaler og hydraulisk trykk til brønnhode-sammenstillingen 11 for å styre ulike komponenter. Hydraulisk trykk leveres gjennom den frittbærende lederen 35 til innstikkingsplaten 37, deretter til mottaket 37 og gjennom passasjen 41 hos spolen 15. Tetningene 51 kobler portene 53 til røropphengeren 45 til passasjene 41 på en tettende måte. Det hydrauliske trykket beveger seg så gjennom passasjene 55 og ledningene 57 til en plass nede i brønnhullet for å betjene for eksempel sikkerhetsventilen 59. Brønnfluid strømmer ut av produksjonspassasjen 29. I situasjoner hvor brønnoverhaling behøves, er vertikal adgang fremskaffet gjennom ventiltreboringen 23 og røropphengerboringen 46.

Flere fordeler realiseres ved bruk av den foreliggende oppfinnelsen. En tynn røropphenger som beskrevet kan brukes i vanlige tre-installasjoner, røropphengeren maksimerer antallet passasjer ned i brønnhullet for å frakte hydraulisk trykk. Portene er plassert under setteverktøy og låseprofiler, og tettinger i portene fremskaffer enkel sammensetting av forbindelsesbaner under sammensetting.

Claims

1. Undersjøisk brønnhodemontasje omfattende produksjonstre, produksjonsrørhenger og hjelpekanaler for regulering av driften av brønnen, karakterisert vedat brønnhodemontasjen omfatter et ytre brønnhodehus (64), et indre brønnhodehus (61) landet i og ragende over det ytre brønnhodehuset (64), en produksjonsrørspole (15) forbundet med en øvre ende av det indre brønnhodehuset (61), en foringsrørhenger (67) landet i det indre brønnhodehuset (61) for å bære en streng med foringsrør, et flertall hjelpekanaler (41) som rager gjennom og er distansert langs omkretsen av produksjonsrørspolen (15), en produksjonsrørhenger (45) landet i produksjonsrørspolen (15) for å bære en streng med produksjonsrør (65), et flertall hjelpeporter (53) distansert langs omkretsen av produksjonsrørhengeren (45) som er formtilpasset med hjelpekanalene (41) for å etablere kommunikasjon mellom hjelpekanalene (41) og hjelpeledninger (57) som rager ned langs produksjonsrøret (65) fra produksjonsrørhengeren (45), og en produksjonstremontasje (13) festet til en øvre ende av produksjonsrørspolen (15) for mottak av og regulering av brønnfluider som strømmer opp fra produksjonsrørhengeren (45).

2. Brønnhodemontasje ifølge krav 1, karakterisert vedat den omfatter et mottak eller stikkontakt (39) festet på en sidevegg av produksjonsrørspolen (15) i strømningsmessig kommunikasjon med hjelpekanalene (41), en regulator (33) festet inntil produksjonsrørspolen (15) for regulering av elektriske og hydrauliske funksjoner ved produksjonstremontasjen, og en fleksibel ledning (35) som strekker seg fra regulatoren (33) og som oppviser en plugg (37) som kan forbindes med mottaket (39) for å etablere kommunikasjon mellom regulatoren (33) og hjelpeledningene (41).

3. Brønnhodemontasje ifølge krav 1, karakterisert vedat den omfatter en landingsskulder (48) i produksjonsrørspolen (15) som produksjonsrørhengeren (45) landes i, og at hjelpeledningene (41) rager gjennom landingsskulderen (48) vinkelrett på landingsskulderen.

4. Brønnhodemontasje ifølge krav 1, karakterisert vedat den omfatter en konkav skulder (48) i produksjonsrørspolen (15), ei formtilpasset konveks overflate (49) på produksjonsrørhengeren (45), og at hjelpepassasjene (41) avsluttes ved den konkave skulderen (48) og at hjelpeportene (53) avsluttes ved den formtilpassede konvekse overflata (49).

5. Brønnhodemontasje ifølge krav 1, karakterisert vedat den omfatter et isolasjonsrør på en nedre ende av produksjonstremontasjen (13) som er stukket inn i en øvre ende av produksjonsrørhengeren (45) for å tillate at brønnfluider kan strømme opp fra produksjonsrøret (65) til produksjonstremontasjen (13).

6. Brønnhodemontasje ifølge krav 2, karakterisert vedat pluggen (37) på den fleksible ledningen (35) kan etableres i et innplugget inngrep med mottaket (39) ved hjelp av et hjelpefartøy (ROV).

7. Brønnhodemontasje ifølge krav 1, karakterisert vedat hver av hjelpekanalene (41) i produksjonsrørspolen (15) ikke oppviser noen konstruksjon som rager innover til inngrep med den respektive hjelpeport (53) i produksjonsrørhengeren (45), slik at det automatisk oppstår et formtilpasset inngrep mellom hjelpekanalene (41) og hjelpeportene (53) når produksjonsrørhengeren (45) landes i produksjonsrørspolen (15).

8. Framgangsmåte for komplettering og produksjon av en undersjøisk brønn, karakterisert vedå framskaffe et rørformet ytre brønnhodehus (64) ved en øvre ende av brønnen, et indre brønnhodehus landet i og ragende ut fra det ytre brønnhodehuset (64), og en produksjonsrørspole (15) med et flertall hjelpekanaler (41) som rager gjennom og er distansert langs omkretsen av produksjonsrørspolen (15), feste en produksjonsrørhenger (45) til en streng med produksjonsrør (64), hvorved produksjonsrørhengeren (45) har et flertall hjelpeporter (53) distansert langs omkretsen rundt produksjonsrørhengeren (45) som kommuniserer med hjelpeledninger (57) som rager langs siden av produksjonsrøret (64), lande produksjonsrørhengeren (45) i produksjonsrørspolen (15) og innrette hjelpeportene (53) med hjelpekanalene (41), for derved å opprette kommunikasjon mellom hjelpekanalene (41) og hjelpeledningene (57), og lande en produksjonstremontasje (13) på en øvre ende av produksjonsrørspolen (15) og motta brønnfluider som strømmer opp fra produksjonsrørhengeren (45).

9. Framgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert vedå montere et mottak (39) på utsiden av produksjonsrørspolen (15) i kommunikasjon med hjelpekanalene (41), montere en regulator (33) inntil produksjonsrørspolen (15) og forsyne regulatoren (33) med en fleksibel ledning (35) som oppviser en plugg (37), og kople pluggen (37) til mottaket (39) etter at treet (13) har landet på den øvre enden av produksjonsrørspolen (15).

10. Framgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert vedat den fleksible ledningen (35) er koplet til mottaket (39) ved hjelp av et hjelpefartøy (ROV).

11. Framgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert vedat innretting av hjelpeportene (53) på produksjonsrørhengeren (45) med hjelpekanalene (41) på produksjonsrørspolen (15) skjer automatisk når produksjonsrørhengeren (45) landes i produksjonsrørspolen (15).