NO336015B1

NO336015B1 - Roterbart hode for trykkontroll

Info

Publication number: NO336015B1
Application number: NO20053878A
Authority: NO
Inventors: William James Hughes; Murl Ray Richardson
Original assignee: Sunstone Corp
Priority date: 2004-08-19
Filing date: 2005-08-18
Publication date: 2015-04-20
Also published as: CA2782859C; ATE358761T1; MXPA05008741A; NO20053878L; RU2005126302A; AU2005203611B2; RU2374426C2; US7380590B2; AR051559A1; NZ541802A; DE602005000805D1; MY139246A; EP1627986A1; US20060037744A1; CA2513974A1; EG23991A; WO2006023218A3; CA2782859A1; CA2513974C; EP1627986B1

Description

Den foreliggende oppfinnelsen er generelt rettet mot å regulere utblåsninger og spesielt mot et roterende hode for trykkregulering med en rask tilkoblingsmekanisme og et utskiftbart og forutsigelig deformerbart forseglingselement.

Når den hydrostatiske vekten av slaggkolonnen i et brønnhull er mindre enn formasjonstrykket, vil det være et potensial for utblåsning. En utblåsning finner sted når formasjonen støter hydrokarboner inn i borehullet. Utstøting av hydrokarboner inn i borehullet øker dramatisk trykket i en del av borehullet. Trykkøkningen sender en trykkbølge opp gjennom borehullet til overflaten. Trykkbølgen kan ødelegge utstyret som kontrollerer trykket i borehullet. I tillegg til trykkbølgen, vil hydrokarboner bevege seg opp borehullet fordi hydrokarbonene har lavere tetthet enn slam. Hvis hydrokarbonene når overflaten og kommer ut av borehullet gjennom det ødelagte overflateutstyret, er det en stor mulighet for at hydrokarbonene vil bli antent av bore- eller produksjonsutstyr som er i drift ved overflaten. Antenning av hydrokarbonene danner en eksplosjon og/eller brann som kan være farlig for boreoperatørene. For å minimalisere risikoen for utblåsning er det på borerigger påkrevd å bruke en flerhet forskjellige utblåsningssikringer (BOP-er) slik som roterende BOP, en ringroms BOP, et omslutningshode og en blindeventil. En fagmann vil kunne kjenne til ytterligere typer BOP-er. De forskjellige BOP-ene er plassert, den ene på toppen av den andre sammen med andre nødvendige overflatekoblinger, så som utstyr for nitrogeninjeksjon. Stabelen med BOP-er og overflatekoblinger kalles BOP-stakken. En typisk BOP-stakk er vist i fig. 1.

En av innretningene i BOP-stakken er en roterende BOP. Den roterende BOP-en er plassert på toppen av BOP-stakken og er en del av trykkgrenseflaten mellom brønnhodetrykket og det atmosfæriske trykket. Den roterende BOP-en danner trykkgrensef laten ved å anvende et ringformet gummi eller uretanforseglingselement som presses mot borerøret, produksjonsrør, foringsrør eller andre sylindriske elementer (heretter borerør). Forseglingselementet tillater at borerøret blir innført i og fjernet fra borehullet mens det opprettholdes et trykkdifferensial mellom borehulltrykket og det atmosfæriske trykket. Forseglingselementet kan formes slik at forseglingselementet bruker borehulltrykket til å presse borerøret eller andre sylindriske elementer. Imidlertid bruker de fleste roterende BOP-er noen slags mekanisme, typisk hydrauliske fluid, for å på-føre ytterligere trykk på utsiden av forseglingselementet. Ytterligere trykk på forseglingselementet tillater at den roterende BOP-en kan brukes for høyere borehullstrykk.

Tidligere kjente roterende BOP-er har flere ulemper. En av ulempene er at rotasjon av borerøret sliter ut forseglingselementet. Passasjen av rørforbindelser, nedhullsverktøy og borekroner gjennom den roterende BOP-en fører til at forseglingselementet utvides og sammentrekkes gjentatte ganger, hvilket også fører til at forseglingselementet blir slitt. Når forseglingselementet blir tilstrekkelig slitt, må det erstattes. Erstatning av forseglingselementer kan bare finne sted når boreoperasjonene stoppes. Gjentatte stopp i boreoperasjonen vil senke produktiviteten siden det dermed tar lengre tid å bore brønnen. Økt levetid på forseglingselementet vil resultere i færre utbytninger og dermed mindre nedetid og økt produktivitet. Derfor finnes det et behov for en roterende BOP med et forseglingselement med økt levetid.

Patentet US 5,279,365 beskriver et roterende hode for trykkregulering omfattende en øvre del med et ytre hus og et indre hus som roterer med hensyn til det ytre huset og en nedre del. Et tetningselement er festet i det indre huset.

Patentet US 6,129,152 ('152-patentet) tilhørende Hosie med tittel "Roterende BOP og fremgangsmåte" viser bruk av lager som tillater at forseglingselementet roterer med borerøret. Lagrene utsettes for slitasje grunnet rotasjon. Dermed eksisterer det et behov innen teknikken for en roterende BOP-utforming hvor levetiden til lagrene for det roterende forseglingselementet økes.

Noen roterende BOP-er ifølge kjent teknikk bruker et stort antall kulelager for å redusere slitasje. Men en roterende BOP som bruker kulelager krever at den roterende BOP-en fjernes fra boreplassen for å erstatte kulelagrene. Dermed er erstatningsmetoden ifølge kjent teknikk både tidkrevende og resulterer i ytterligere nedetid på boreplassen. Hvis den roterende BOP-en kunne "byttes ut" med en annen enhet, ville reduksjonen i nedetid bety større produktivitet. Derfor eksisterer det et behov for en roterende BOP som er utskiftelig og som kan kobles til og frigjøres raskt.

Et tilleggsproblem man møter med roterende BOP-er ifølge kjent teknikk, omfattende '152-patentets roterende BOP, er at den vertikale høyden til forseglingselementet økes for å tillate at forseglingselementet motstår høyere trykk. API-standarder krever at en ringroms BOP skal brukes i BOP-stakken under den roterende BOP-en. I ekstreme tilfeller kan BOP-stakken nå en høyde på 9 meter (30 fot). Boreingeniører søker kontinuerlig måter å minke høyden på BOP-stakken på. Å minske høyde på forseglingselementet for en gitt trykklasse ville minske høyden på den roterende BOP-en og dermed minske høyden på BOP-stakken. Følgelig eksisterer det et behov for et forseglingselement som er kortere enn forseglingselementet ifølge kjent teknikk som opprettholder det samme trykkdifferensialet som forseglingselementet ifølge kjent teknikk.

Den foreliggende oppfinnelse som møter behovene angitt over er et roterende hode for trykkontroll (RHTK) med en rask tilkoblingsmekanisme. Den raske tilkoblingsmekanismen tillater den øvre delen raskt å bli frigjort fra den nedre delen og erstattet med en ny øvre del. RHTK-en omfatter en øvre del og en nedre del. Den øvre delen omfatter et forseglingselement og et indre hus som roterer med hensyn til et ytre hus. Forseglingselementet omfatter en flerhet indre hulrom. Flerheten av hulrom i forseglingselementet styrer sammenpressingen av forseglingselementet rundt borerøret. Ved å styre sammenpressingen av forseglingselementet rundt borerøret er forseglingselementet i stand til å motstå høyere borehullstrykk enn tilsvarende dimensjonerte forseglingselementer. Videre vil forseglingselementet ifølge den foreliggende oppfinnelsen, for et gitt borehullstrykk være kortere enn kjente utformninger av forseglingselement. Kombinasjonen av det kortere forseglingselementet og den raske tilkoblingsmekanismen tillater RHTK-en å være betraktelig kortere enn tidligere kjente roterende BOP-er. Følgelig er en BOP-stakk som bruker RHTK-en kortere enn en BOP-stakk som bruker tidligere kjente roterende BOP-er.

I den foretrukne utførelsen roterer forseglingselementet inne i den øvre delen. Den foretrukne utførelsen bruker en flerhet lager anordnet ved den øvre og nedre enden av det øvre delen. Et sett lager er utformet for å støtte den vertikale lasten plassert på den øvre delen. Et andre sett lager er utformet for å støtte den horisontale lasten plassert på den øvre delen. Posisjonen og oppdelingen av arbeidslasten mellom det første settet med lager og det andre settet med lager, minker harmoniske vibrasjoner ved de ytre endene forårsaket av det roterende borerøret, for dermed å øke brukstiden til lagrene.

De nye trekkene ansett for å være karakteristiske for oppfinnelsen er angitt i de vedlagte kravene. Oppfinnelsen i seg selv, så vel som foretrukket bruksmåte, ytterligere fordeler og hensikter av disse vil imidlertid bli forstått med referanse til den følgende detaljerte beskrivelsen av en illustrerende utførelse som skal leses i forbindelse med de vedlagte figurer hvor: Fig. 1 viseren utblåsningskontrollstakk ifølge kjent teknikk omfattende en roterende BOP, et omslutningshode, en blindeventil og gassinjeksjon, Fig. 2 viser en utblåsningskontrollstakk med et roterende hode for trykkontroll, et ringromshode, et omslutningshode og gassinjeksjon,

Fig. 3 viser et tverrsnitt av det øvre legemet,

Fig. 4 viser en planskisse av det øvre legemet tatt langs linjen 4-4 i fig. 3, Fig. 5A viser en tverrsnittsskisse av det øvre legemet tatt langs linjen 5A-5A i fig. 3, Fig. 5B viser en tverrsnittsskisse av det øvre legemet tatt langs linjen 5B-5B i fig. 3, Fig. 5C viser en tverrsnittsskisse av det øvre legemet tat langs linjen 5C-5C i fig. 3,

Fig. 6 viser en planskisse av det nedre legemet,

Fig. 7 viser en tverrsnittskisse av det nedre legemet tatt langs linjen 7-7 i fig. 6, Fig. 8 viser en skisse av oppstillingen av det øvre legemet og det nedre legemet, Fig. 9 viser en skisse av innføring av det øvre legemet i det nedre legemet, Fig. 10 viser en skisse av sikringen av det øvre legemet til det nedre legemet, Fig. 11 viser en tverrsnittskisse av innføringen av det øvre legemet inn i det nedre legemet tatt langs linjen 11-11 i fig. 9, Fig. 12 viser en tverrsnittskisse av sikringen av det øvre legemet til det nedre legemet tatt langs linjen 12-12 i fig. 10, Fig. 13 viser en tverrsnittskisse av innføring av det øvre legemet i det nedre legemet tatt langs linjen 13-13 i fig. 11, Fig. 14 viser en tverrsnittskisse av sikringen av det øvre legemet til det nedre legemet tatt langs linjen 14-14 i fig. 12, Figurene 15A og B viser en perspektivskisse i oppløste deler av den foreliggende oppfinnelsen, Fig. 16 viser en tverrsnittskisse av den foreliggende oppfinnelsen med forseglingselementet i løsnet posisjon, Fig. 17 viser en tverrsnittskisse av den foreliggende oppfinnelsen med forseglingselementet i sammentrukket posisjon, Fig. 18 viser en tverrsnittskisse av den foreliggende oppfinnelsen med forseglingselementet i ekspandert posisjon, Fig. 19 viser en utblåsningskontrollstakk med det modifiserte roterende hodet for trykkregulering, et ringromshode, en blindeventil og gassinjeksjon,

Fig. 20 viser en planskisse av det modifiserte nedre legemet, og

Fig. 21 viser en tverrsnittskisse av det modifiserte nedre legemet langs linjen 21-21 i fig. 20. Fig. 2 viser en illustrasjon av en utblåsningskontrollstakk som bruker den foreliggende oppfinnelsen, det roterende hodet for trykkregulering (RHTK) 100, i stedet for roterende BOP ifølge kjent teknikk som vist i fig. 1. RHTR 100 er festet til en stakk omfattende et alminnelig kjent ringromlukkehode (annular ram), en alminnelig kjent blindeventil, et alminnelig kjent omslutningshode og en alminnelig kjent gassinjeksjon. Personer med allmenn kjennskap til teknikken vil forstå at RHTR 100 kan erstatte ikke bare alminnelig kjente roterende BOP-er, men ringromlukkehodet, blindeventilen og eventuelt omslutningshodet når borehulltrykket ikke overstiger 102 atmosfærer (1500 psi). Bruk av den foreliggende oppfinnelsen for å erstatte alminnelig kjente roterende BOP-er, ringromlukkehodet, blindeventilen og omslutningshodet vil betydelig redusere høyden på BOP-stakken. RHTR-en 100 har en øvre del 102 og en nedre del 104. Videre, som diskutert lenger nede (se fig. 19 - fig. 21) kan den nedre delen 104 endres til å omfatte et utløp 103 for kobling til et separat fartøy. Fig. 3 viser en tverrsnittsskisse av den øvre delen 102. Den øvre delen 102 omfatter et ytre hus 108, et indre hus 106, en mansjett 109, et tetningselement 110 og en støttering 126. En flerhet øvre hurtigkoblingsgjenger 121 passer med en flerhet nedre hurtigkoblingsgjenger 118 i den nedre delen 104 (ikke vist i fig. 3). Det ytre huset 108 omfatter også et låsøre 122 som passer med låseøret 122 i den nedre delen 104. Porten 116 er en åpning anordnet i det ytre huset 108.

Det indre huset 106 roterer inne i det ytre huset 108. Et øvre lager 112 støtter de vertikale lastene plassert på det indre huset 106. Et nedre lager 114 støtter de horisontale lastene plassert på det indre huset 106. Hvis nødvendig, kan et annet lager anordnes på den øvre delen av det indre huset 106 for ytterligere å understøtte de horisontale lastene plassert på det indre huset 106. Første forseglinger 120 er anordnet på hver side av det øvre lageret 112 og det nedre lageret 114. De første forseglingene 120 holder det øvre lageret 112 og det nedre lageret 114 tilstrekkelig smurt til å minimalisere friksjonsslitasje på det øvre lageret 112 og det nedre lageret 114. Det indre huset 106 omfatter også en første kanal 117 som kobler porten 116 i det ytre huset 108 til hvert av hulrommene 111 i tetningselementet 110. Bunnen 123 er festet til det indre huset 106 ved gjenget kobling eller ved andre passende midler kjent for fagpersonen.

Tetningselementet 110 er anordnet i mansjetten 109. Mansjetten 109 er anordnet i det indre huset 106. Mansjetten 109 er holdt på plass av det indre huset 106 og støtteringen 126. Mansjetten 109 er bundet til tetningselementet 10 og tilpasset til å forenkle innføring og fjerning av tetningselementet 110 fra det indre huset 106. Det indre huset 106 har andre forseglinger 130 mellom tetningselementet 110 og det indre huset 106. Tetningselementet 110 omfatter en flerhet hulrom 111. Porten 106 og den første kanalen 117 er anordnet slik at hydraulisk fluid (ikke vist) kan passere gjennom porten 106, den første kanalen 117, kanalporter 115 (se også fig. 5A), andre kanal 113 (se også fig. 5A) gå inn i hulrommene 111 i tetningselementet 110 når tetningselementet 110 og det indre huset 106 roterer med hensyn til det ytre huset 108. Hydraulisk fluid kommer også inn i det lille rommet mellom det ytre huset 102 og det indre huset 106 fra den første kanalen 117 for å tilveiebringe smøring for å roterer det indre huset 106.

Fig. 4 viser en planskisse av den øvre delen 102 tatt langs linjen 4-4 i fig. 3. Låseøret 122 kan ses i fig. 3. Som vist i fig. 3 er det sylindriske åpninger 138 langs senteraksen av det ytre huset 108, det indre huset 106, tetningselementet 110 og støtteringen 126. Den sylindriske åpningen 138 tillater borerøret å passere gjennom den øvre delen 102. Under normal driftstilstand er innsidediameteren i den sylindriske åpningen 138 i tetningselementet 110 mindre enn innsidediameteren til åpningene i det ytre huset 108. Denne utformingen muliggjør at tetningselementet 110 å danne en forsegling rundt borerøret (ikke vist) uten at borerøret er i kontakt med det ytre huset 108. Imidlertid er tetningselementet 110 utformet i et fleksibelt materiale og kan utvide seg inntil innsidediameteren til tetningselementet 110 er den samme som innsidediameteren til åpningen i det ytre huset 108.

Når tetningselementet 110 utvider seg, kan en borekrone eller et nedhullsverktøy passere fullstendig gjennom den øvre delen 102.

Fig. 5A viser en tverrsnittskisse av den øvre delen 102 tatt langs linjen 5A-5A i fig. 3, 5B viser en tverrsnittskisse av den øvre delen 102 tatt langs linjen 5B-5B i fig. 3 og fig. 5C viser en tverrsnittskisse av den øvre delen 102 tatt langs linjen 5C-5C i fig. 3. Figurene 5A, 5B og 5C viser formen og koblingsdetaljer til den øvre delen 102, spesielt tetningselementet 110. Fig. 5A viser koblingen mellom porten 116 i den ytre delen 108, den første kanalen 117 i det indre huset 106 og hulrommet 111 i tetningselementet 110. Låseøret 122 er også vist i fig. 5A. Fig. 5B viser formen på hulrommene 111 i tetningselementet 110. Fig. 5B viser også det indre huset 106, mansjetten 109, tetningselementet 110, det ytre huset 108 og de øvre hurtigkoblingsgjengene 121. Fig. 5C viser det indre huset 106, mansjetten 109, tetningselementet 110 og det ytre huset 108. Tetningselementet 110 kan formes på et antall måter kjent for fagpersonen. I den foretrukne utførelsen formes tetningselementet 110 ved å helle flytende uretan i en sylinder som omfatter en form og så fjerne formen etter at uretanet har størknet i ønsket utformning. Etter fjerning av toppen og bunnen på sylinderen og etter å ha skåret åpninger i sylinderen for å avdekke de indre hulrommene i tetningselementet, vil sylinderen danne mansjetten 109. Fagpersonen vil kjenne andre fremgangsmåter for å forme tetningselementet 110 og at tetningselementet 110 kan formes i gummi, termoplastgummi, plast, uretan eller ethvert annet elastomer eller elastomerisk materiale som innehar de ønskede egenskaper.

Innføring av trykksatt hydraulisk fluid i hulrommene 111 i tetningselementet 110 vil forårsake at tetningselementet 110 ekspanderer innover for å forme en trykkholdende tetning på borerøret. Trykksatt hydraulisk fluid strømmer gjennom porten 116 og inn i den første kanalen 117. Fra den første kanalen 117 flyter det trykksatte hydrauliske fluidet gjennom en flerhet kanalåpninger 115 inn i den andre kanalen 113 og inn i hulrommene 111 (se også fig. 15A og 15B). Formen på hulrommene 111 er slik at hulrommene 111, det indre huset 106 og mansjetten 109 forårsaker at tetningselementet 110 presser mot borerøret på en kontrollert og forutsigbar måte. I motsetning til tidligere kjente tetningselementer som foldes, vris, krøller og bøyer seg på uforutsigelige måter når de tvinges på det roterende borerøret, vil den indre veggen til tetningselementet 110 vris når tetningselementet 110 utvider seg innover. Vridningen til tetningselementet 110 resulterer i en trykktetning mellom borerøret og tetningselementet 110 som er tilstrekkelig for nær sagt enhver boreanvendelse.

Personer med alminnelig kjennskap til teknikken vil forstå at trykksetting av hulrommene 111 ved en hydraulisk fluid kan suppleres eller erstattes ved trykk fra andre bore- eller produksjonsfluider. I en slik utførelse kan hulrommene 111 delvis eller fullstendig eksponeres for bore-eller produksjonsfluid. For eksempel, i en alternativ utførelse kan hulrommene 111 være åpne ved bunnen, slik at et tverrsnitt tatt ved bunnen av tetningselementet 110 kan være det samme som tverrsnittet til tetningselementet 110 vist i fig. 5B. Alternativt kan tilgang til hulrommene 111 være gjennom åpningene (ikke vist) i bunnen av tetningselementet 110. I slike utførelser ville, som et mi nimum, porten 116 være lukket. Videre kan det indre huset i slike utførelser fremstilles uten kanalporter 115 og den andre kanalen 113 for derved å forhindre at borefluid kommer inn i det lille rommet mellom det indre huset 106 og det ytre huset 102. Videre muliggjør slike utførelser at porten 116 forblir åpen for innføring av hydraulisk fluid gjennom porten 116 og den første kanalen 117 for å smøre rommet mellom det indre huset 106 og det ytre huset 102.

Forseglingen mellom tetningselementet 110 og borerøret er tilstrekkelig sterk til at den vertikale høyden på tetningselementet 110 kan være mindre enn høyden påkrevd ved alminnelig kjente tetningselementer. Som et eksempel krever kjente roterende BOP-er et tetningselement som er så mye som 127 cm (50 tommer) i vertikal høyde. Den foreliggende oppfinnelsens tetningselement 110 kan holde det samme trykket med bare 38 cm (15 tommer) i vertikal høyde. Det kortere tetningselementet betyr at RHTR'en 100 er kortere, for derved å redusere den totale høyden på stakken.

En annen fordel ved den foreliggende oppfinnelsen er at tetningselementet 110 kan stenge av borehullet fullstendig. Når borerøret er fjernet fra senterdelen av tetningselementet 110, kan en trykksatt hydraulisk fluid innføres i hulrommet 111 for å forårsake at den indre veggen til tetningselementet 110 presses sammen på seg selv for derved å lukke av borehullet. I denne utførelsen er tetningselementet 110 i stand til å utføre den samme funksjonen som en ringroms BOP eller blindeventil og kan holde borehullstrykk på opptil 102 (1500 psi). Hvis den foreliggende oppfinnelsen passes med en mekanisme som posisjonerer en plate over åpningen i den øvre delen 102 slik at platen er i kontakt med tetningselementet 110, kan den foreliggende oppfinnelsen motstå omtrent ethvert trykk møtt i boreanvendelser. Fig. 6 er en planskisse av den nedre delen 104. Den nedre delen 104 omfatter et låseøre 122 og nedre hurtigkoblingsgjenger 118. De nedre hurtigkoblingsgjengene 118 på den nedre delen 104 passer med de øvre hurtigkoblingsgjengene 121 og den øvre delen 102. Når de nedre hurtigkoblingsgjengene 118 på den nedre delen 104 er koblet med de øvre hurtigkoblingsgjengene 121 på den øvre delen 102 passer låseøret 122 på den øvre delen 104 sammen med låseøret 122 på den nedre delen 124 sammen med låseøret 122 på den øvre delen 102. En lås eller annen innretning kan anordnes mellom låseørene 122 for å forhindre utilsiktet utkobling av den øvre delen 102 og den nedre delen 104. Flenskoblingen 124 kobler den nedre delen 104 til det gjenværende av stakken vist i fig. 2. Fig. 7 viser en tverrsnittsskisse av den nedre delen 104 tatt langs linjen 7-7 i fig. 6. Retningen av låseøret 122, de nedre hurtigkoblingsflensene 118, flensekoblingen 124 og en tredje forsegling 127 kan sees klart i fig. 7.

Den foreliggende oppfinnelsen er utformet slik at den øvre delen 102 raskt kan fjernes og erstattes. Hurtigkoblingsmekanismen beskrevet heri tillater at boreoperatøren kan dreie en gammel øvre del 102 et lite stykke, fjerne den gamle øvre delen 102, anordne på linje en ny øvre del 102 med den nedre delen 104, innføre den nye øvre delen 102 i den nedre delen 104 og sikre den nye øvre delen 102 til den nedre delen 104. Figurene 8-14 viser tilpasnings-, innførings-, og sikringstrinnene til den foreliggende oppfinnelsen. Fig. 8 viser en skisse av tilpasningen av den øvre delen 102 og den nedre delen 104 (den nedre delen 104 vist i tverrsnitt). Tilpasningstrinnene finner sted når en bruker stiller den øvre delen 102 på linje med den nedre delen 104. Den øvre delen 102 er passende tilpasset med den nedre delen 104 når de øvre hurtigkoblingsgjengene 121 i den øvre delen 102 er på linje med rommene mellom hurtigkoblingsgjengene 118 i den nedre delen 104 og vice versa. Hurtigkobling og utløsning av den øvre delen 102 oppnås ved å bruke det samme prinsippet med hurtighet og styrke brukt ved utforming av sluttstykket for bakladingsartilleri.

Fig. 9 viser en skisse av innføringen av den øvre delen 102 i den nedre delen 104 (den nedre delen 104 vist i tverrsnitt). Innføringstrinnene finner sted når det nedre området av den nedre delen 102 innføres i det øvre området av den nedre delen 104. I innføringstrinnet er de øvre hurtigkoblingsgjengene 121 på den øvre delen 102 på linje med, men ikke ennå tilkoblet med, de nedre hurtigkoblingsgjengene 118 på den nedre delen 104. Fig. 11 viser en tverrsnittsskisse av innføringen av den øvre delen 102 i den nedre delen 104 tatt langs linjen 11-11 i fig. 9. Fig. 13 viser en tverrsnittsskisse av innføringen av den øvre delen 102 i den nedre delen 104 tatt langs linjen 13-13 i fig. 11 etter rotasjon av den øvre delen 102. Begge figurene 11 og 13 viser bevegelsen til de øvre

hurtigkoblingsgjengene 121 på den øvre delen 102 på linje med, men ikke koblet til, de nedre hurtigkoblingsgjengene 118 på den nedre delen 104.

Fig. 10 viser en skisse av sikringen av den øvre delen 102 til den nedre delen 104 (den nedre delen vist i tverrsnitt). Sikringstrinnene finner sted når den nedre delen 102 er sikret med den nedre delen 104. I sikringstrinnene vil de øvre hurtigkoblingsgjengene 121 på den øvre delen 102 passe sammen med de nedre hurtigkoblingsgjengene 118 i den nedre delen 104. Den øvre delen 102 kan rotere så lite som 20 grader eller så mye som 45 grader for tilstrekkelig tilkobling til den nedre delen 104. Fig. 12 viser en tverrsnittsskisse av sikringen av den øvre delen 102 til den nedre delen 104 tatt langs linjen 12-12 i fig. 10. Fig. 14 viser en tverrsnittsskisse av sikringen av den øvre delen 102 til den nedre delen 104 tatt langs linjen 14-14 i fig. 12. Begge figurene 12 og 14 viser de øvre hurtigkoblingsgjengene 121 på den øvre delen 102 koblet med de nedre hurtigkoblingsgjengene 118 på den nedre delen 104. Figurene 15A og 15B viser en perspektivisk skisse av de enkelte deler i den foreliggende oppfinnelsen. Fig. 15A viser koblingen av de fleste av delene i den øvre delen 102 omfattende det ytre huset 108, det øvre lageret 112, første forseglinger 120, det nedre lageret 114 og det indre huset 106. Fig. 15B viser de gjenværende delene av den øvre delen 102: tetningselementet 10, mansjetten 109 og støtteringen 126. Fig. 15B viser også den nedre delen 104 omfattende flensekoblingen 124 (se fig. 7) og sekskantmutrene brukt for å sikre flensekoblingen 124 til BOP-stakken (se fig. 2). Figurene 16 til 18 viser det roterende hodet for trykkregulering 100 koblet til en bryter 132, en hydraulisk pumpe 134 og en vakuumpumpe 136 slik at positivt eller negativt trykk kan påføres på tetningselementet 10 ved overføring av positivt eller negativt trykk gjennom porten 116, den første kanalen 117, kanalåpningene 115 og den andre kanalen 113 inn i hulrommene 111. Med referanse til fig. 16 er tetningselementet 110 avspent ved atmosfærisk trykk, siden bryteren 132 er i nøytral posisjon og verken positivt eller negativt trykk påføres. Med referanse til fig. 17, er positivt trykk påført når bryteren 132 aktiverer den hydrauliske pumpen

135 for å pumpe fluid inn i hulrommene 111 for å forårsake at tetningselementet 110 former en forsegling rundt borerøret eller hvis det ikke er noe borerør for å lukke fullstendig. Med referanse til fig. 18 påføres negativt trykk når bryteren 132 kobler inn vakuumpumpen 136 for å senke trykket i hulrommene 111 for å forårsake at tetningselementet beveger seg innover og ekspanderer den sylindriske åpningen 138. Ved å påføre negativt trykk for å ekspandere den sylindriske åpningen 138 på tetningselementet 110 forenkles passasjen av borekronen eller nedhullsverktøy gjennom den øvre delen 104. Fagpersoner vil være kjent med at trykket påført på hulrommene 11 kan reguleres ved en ventil (ikke vist) og at ventilen kan drives manuelt, automatisk i respons til en sensor som viser ringromsreturtrykket (ikke vist) eller ved en datamaskin koblet til ventilen eller til sensoren (ikke vist).

Figurene 19 til 21 viser det modifiserte roterende hodet for trykkregulering 101. Det modifiserte roterende hodet for trykkregulering har en modifisert nedre del 105 og øvre del 102 til det roterende hodet for trykkregulering 100. Den modifiserte nedre delen 105 har de samme trekkene 104, men er forstørret og tilpasset til å motta et utløp 107. Utløpet 107 er tilpasset til kobling med en ventil eller et rør koblet til et separasjonsfartøy. Det modifiserte roterende hodet for trykkregulering 101 har den fordelen at det å legge til utløpet 107 for kobling til separasjonsfartøy, ytterligere minker den totale høyden på stakken ved brønnhodet. Minkningen i høyde oppnås på tross av det faktum at høyden på den modifiserte nedre delen 105 er større enn høyden på den nedre delen 104, siden tilføyelse av utløpet 107 til den nedre delen 104 fjerner behovet for et sett med klemmer for det separate utløpet 103 (se fig. 2).

Mens den foretrukne utførelsen av den foreliggende oppfinnelsen bruker et roterende tetningselement 110, vil personer med alminnelig kjennskap til teknikken forstå at et fast tetningselement 110 også kan brukes. I en alternativ utførelse er tetningselementet 110 koblet direkte på det ytre huset 108 og behovet for det indre huset 106, det øvre lageret 112, det nedre lageret 114 og de første forseglingene 120 fjernes. Den alternative utførelsen er enklere og billigere å konstruere, men tetningselementet 110 har en kortere levetid. Personer med alminnelig kjennskap til teknikken vil vite best hvilken utførelse som foretrekkes for hver enkelt anvendelse.

Med hensyn til beskrivelsen ovenfor skal det forstås at de optimale dimensjonene sammenhengene mellom delene av oppfinnelsen omfattende variasjoner i materialer, form, utforming, funksjon, driftsmåter, sammenstilling og bruk må anses som åpenbare og nærliggende for én med alminnelig kjennskap til teknikken. Den foreliggende oppfinnelsen omfatter alle likeverdige sammenhenger med de vist i figurene og beskrevet i beskrivelsen. Den nye ånden til den foreliggende oppfinnelsen er fortsatt omfattet ved å omordne eller fjerne noen av trinnene omfattet i denne beskrivelsen. Grunntonen til oppfinnelsen er ikke ment å bli begrenset på noen måte unntatt ved passende konstruksjon av de følgende krav.

Claims

1. Roterende hode for trykkregulering omfattende: en øvre del (102) med et ytre hus (108) og et indre hus (106) som roterer med hensyn til det ytre huset (108), et tetningselement (110) festet i det indre huset (106) og med en flerhet indre hulrom (111) og en flerhet åpninger (115) som kobler flerheten indre hulrom (111) til et trykksatt fluid, og en nedre del (104), hvor den øvre delen (102) har en flerhet øvre diskontinuerlige gjenger (121) og den nedre delen (104) har en flerhet nedre diskontinuerlige gjenger (118), og hvor den øvre delen !102) kobles med den nedre delen (104) for å tillage hurtigkobling ved en dreie- og låsebevegelse av de øvre diskontinuerlige gjengene (121) med de nedre diskontinuerlige gjengene (118).

2. Roterende hode for trykkregulering ifølge krav 1, hvor pumping av flerheten indre hulrom (111) med trykksatt fluid forårsaker at den indre veggen til tetningselementet (110) presses sammen mot et borerør på en forutsigbar måte.

3. Roterende hode for trykkregulering ifølge krav 1 eller 2, hvor tetningselementet (110) videre omfatter: en hovedsakelig sylindrisk ytre overflate, en hovedsakelig sylindrisk indre overflate konsentrisk med og med en mindre diameter enn den yter overflaten, og en midtåpning (138) definert av utsiden av den indre overflaten hvor midtåpningen (138) er dimensjonert for å tillate passasje av et borerør; hvori flerheten indre hulrom (111) er anordnet med tetningselementet (110) mellom den indre overflaten og den ytre overflaten, hver av de indre hulrommene (111) har en åpning gjennom den ytre overflaten, og hvori ved innføring av det trykksatte fluidet i de indre hulrommene (111) gjennom hver av åpningene, forblir diameteren på den ytre overflaten fast og diameteren på den indre overflaten minskes, og hvori de indre hulrommene (111) kontrollerer deformasjonen av den indre overflaten når diameteren på den indre overflaten minker.

4. Roterende hode for trykkregulering ifølge krav 2 eller 3, hvor flerheten indre hulrom (111) forårsaker at den indre veggen til tetningselementet (110) strammer rundt borerøret ved en vridende handling.

5. Roterende hode for trykkregulering ifølge et av de foregående kravene, hvor den nedre delen (104) har et utløp (107) tilpasset til kobling til et separasjonsfartøy.

6. Roterende hode for trykkregulering ifølge et av de foregående kravene, hvor det indre huset (106) er roterbart koblet med det ytre huset (108) ved et første lager (112) utformet for å støtte den vertikale lasten plassert på den øvre delen (102) og med et andre lager (114) tilpasset til å støtte de horisontale lastene plassert på den øvre delen (102).

7. Roterende hode for trykkregulering ifølge krav 6, hvor en oppdeling av arbeidslasten mellom det første lageret (112) og det andre lageret (114) minsker flerheten harmoniske vibrasjoner forårsaket ved en rotasjon av borerøret.

8. Roterende hode for trykkregulering ifølge et av de foregående kravene, hvor den indre veggen til tetningselementet (110) blir beveget vekk fra borerøret ved redusering av trykket i de indre hulrommene (111) ved hjelp av en vakuumpumpe koblet til en port i det indre huset (108).

9. Roterende hode for trykkregulering ifølge et av de foregående kravene, hvor det trykksatte fluidet er et borefluid.

10. Roterende hode for trykkregulering ifølge et av de foregående kravene, hvor det trykksatte fluidet er et hydraulisk fluid.

11. Roterende hode for trykkregulering ifølge et av de foregående kravene, hvor det trykksatte fluidet kommer inn i flerheten indre hulrom (111) gjennom en port (116) i det ytre huset (108), en første kanal (117), en flerhet åpninger i det indre huset (106) og en andre kanal (113) i det indre huset (106).

12. Roterende hode for trykkregulering ifølge et av de foregående kravene, hvor det trykksatte fluidet kommer inn i en flerhet indre hulrom (111) direkte gjennom en flerhet åpninger (115) i tetningselementet (110).

13. Roterende hode for trykkregulering ifølge et av de foregående kravene som videre omfatter: hvori en pumping av flerheten indre hulrom (111) av et trykksatt fluid forårsaker at en indre vegg av tetningselementet (110) strammer rundt et borerør i det roterende hodet for trykkregulering i en vridende handling, og hvori det indre huset (106) er roterbart koblet med det ytre huset (108) ved et første lager (112) utformet for å støtte den vertikale lasten plassert på den øvre delen (102) og ved et andre lager (114) utformet for å støtte den vertikale lasten plassert på den øvre delen (102).

14. Roterende hode for trykkregulering ifølge krav 13, hvor det trykksatte fluidet kommer inn i flerheten indre hulrom (111) gjennom en port (116) i det ytre huset (108), en første kanal (117) i det ytre huset (108), en flerhet åpninger i det indre huset (106) og en andre kanal (113) i det indre huset (106).

15. Roterende hode for trykkregulering ifølge krav 13, hvor det trykksatte fluidet er et borefluid som kommer inn direkte i flerheten indre hulrom (111).

16. Roterende hode for trykkregulering ifølge et av de foregående kravene, hvor den øvre delen (102) roterer mellom 20 og 45 grader med hensyn til den nedre delen (104) mellom en låst posisjon og en åpen posisjon, og den øvre delen (102) kan fjernes fra den nedre delen (104) uten ytterligere rotasjon når den øvre delen (102) er i åpen posisjon.

17. Roterende hode for trykkregulering ifølge et av de foregående kravene, hvor flerheten indre hulrom (111) er trekantede når sett i tverrsnitt.

18. Utblåsningssikringsstakk omfattende det roterende hodet for trykkregulering ifølge et av kravene 1 til 17.

19. Boreinnretning omfattende det roterende hodet for trykkregulering ifølge et av kravene 1 til 17.