NO338208B1 - Boretårnsammenstilling og fremgangsmåte for bruk av samme - Google Patents

Description

BORETÅRNSAMMENSTILLING OG FREMGANGSMÅTE FOR BRUK AV SAMME

Oppfinnelsen vedrører en boretårnsammenstilling, hvor boretårnsammenstillingen om-fatter et boretårn og et gripedekk som omfatter en holdeinnretning for fastholding av et foringsrør. Videre vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for å løsgjøre et fo-ringsrør ved bruk av nevnte boretårnsammenstilling.

Ved stenging av en brønn i undergrunnen, for eksempel en petroleumsbrønn, er det nødvendig å kutte og trekke ut foringsrøret. Foringsrør er som regel fastsementert i brønnen og det kreves stor kraft for å rive det løs.

Etter at foringsrøret er kuttet ved ønsket dybde, kjøres en borestreng ned med et verktøy egnet for å festes innvendig i foringsrøret. Deretter heves borestrengen, og dermed foringsrøret, ut ved hjelp av en heiseinnretning. Det er kjent å benytte boretårnets heiseinnretning omfattende heisespill og blokksystem til å trekke foringsrør. Utfordringen med dette kan være å tilveiebringe tilstrekkelig kraft til å løsne foringsrø-ret ved bruk av modulær rigg på gamle plattformer. Det vil i noen tilfelle være nød-vendig å skifte ut heiseinnretningen om bord på plattformen, heller enn å påkoste oppgradering av en gammel rigg. Dess mer kraft som skal overføres via løftesystemet fra toppen av boretårnet eller via det toppdrevne rotasjonssystemet (top drive), dess tyngre og kraftigere må også det øvrige boretårnet være. Utfordringen blir således å få nok tilgjengelig kraft samtidig som boretårnet ikke blir for tungt for den øvrige plattform konstru ksjonen.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekkene som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etter-følgende patentkravene.

Oppfinnelsen er definert av de selvstendige patentkravene. De uselvstendige kravene

definerer fordelaktige utførelser av oppfinnelsen.

I et første aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt en boretårnsammenstilling, hvor boretårnsammenstillingen omfatter et boretårn og et gripedekk som omfatter en holdeinnretning for fastholding av et foringsrør, kjennetegnet ved at boretårnsammenstillingen omfatteren løftea nord n ing innrettet til å kunne løfte gripedekket sammen med foringsrøret.

Gripedekket kan være en del av boredekket, og holdeinnretningen kan omfatte et kjent rotasjonsbord, men oppfinnelsen er ikke begrenset til dette.

Betegnelsen boretårn angir boretårn eller mast.

Løfteanordningen angir her en innretning egnet til å heve og senke gripedekket. Løfte-anordningen vil bli ytterligere spesifisert i det følgende.

Effekten av at løfteanordningen er innrettet til å kunne løfte gripedekket, er at forings-røret som via holdeinnretningen er fastholdt i gripedekket, løftes samtidig. Løftean-ordningen som løfter gripedekket kan være innrettet til å ha en høy løftekapasitet, for eksempel i størrelsesorden 800 MT, hvilket gjør den egnet til å løsgjøre fastsementerte foringsrør. En slik løfteanordning medfører at behovet for løftekraft fra løftesyste-met i toppen av boretårnet eller fra det toppdrevne rotasjonssystemet (eng. top drive) reduseres, og følgelig kan også både vekt og kostnader forbundet med boretårnkon-struksjonen reduseres betraktelig.

Boretårnsammenstillingen slik den er beskrevet over, kan også benyttes til å trekke løs eller løfte eventuelle andre elementer enn foringsrør, der dette er hensiktsmessig.

Boretårnsammenstillingen kan omfatte en heiseinnretning anbrakt i et øvre parti av boretårnet. Heiseinnretningen og løfteanordningen kan virke sammen eller uavhengig av hverandre. Heiseinnretningen vil typisk ha en lavere løftekapasitet enn løfteanord-ningen, og der løfteanordningen settes inn ved behov for stor kraft, kan heiseinnretningen benyttes til lettere oppgaver, så som å løfte allerede løsgjorte foringsrør eller andre elementer ut av brønnen. Videre brukes gjerne heiseinnretningen til å heve og senke borestrengen og andre oppgaver som er kjent fra teknikkens stand og som derfor ikke beskrives nærmere i det følgende.

Denne kombinasjonen av løftesystemer er særlig hensiktsmessig fordi den tillater at heiseinnretningen kan være relativt lett, da den støttes av løfteanordningen som har svært høy løftekapasitet. Løfteanordningen kan således brukes til det tunge arbeidet med å rive løs foringsrør og heve det, før heiseinnretningen overtar og gjør det relativt lettere arbeidet med å flytte foringsrøret når det er løst.

Løfteanordningen kan være forbundet med gripedekket.

Ved løsgjøring av foringsrør ifølge kjent teknikk, brukes en heisemekanisme anbrakt i boretårnet, hvilket medfører at boretårn konstruksjonen i seg selv må være tung for å kunne tåle de kreftene som er i sving. Det at løfteanordningen ifølge oppfinnelsen er forbundet med gripedekket medfører at løfteanordningens konstruksjon kan være mindre og lettere, men likevel ha minst like stor løftekapasitet som heisemekanismer ifølge kjent teknikk.

Løfteanordningen kan være anbrakt under gripedekket.

Løfteanordningen kan omfatte minst én jekk.

Betegnelsen "jekk" angir her en heve- og senkeinnretning som er anbrakt i en nedre del av boretårnsammenstillingen og som er innrettet til å kunne løfte gripedekket. Betegnelsen "jekk" skal tolkes i en vid betydning, og kan omfatte ulike heiseinnret-ninger og løftemekanismer som vil bli videre utdypet i det følgende.

Det at løfteanordningen omfatter minst én jekk, utgjør en mulig utførelsesform av løfteanordningen.

Den minst ene jekken kan omfatte fire jekker. Hva som er det mest hensiktsmessige antall jekker, vil være avhengig av utformingen og omfanget av gripedekket som jekkene skal løfte. I en utførelsesform vil det være mulig å tenke seg gripedekket som et hovedsakelig firkantet dekk hvor jekkene for eksempel plasseres i de respektive hjør-ner av gripedekket.

Den minst ene jekken kan være fluidoperert eller elektrisk drevet, eller den kan omfatte tannstangdrift. Det er flere mulige måter å drive jekken på, og i utgangspunktet er alle kjente drivmidler som egner seg til formålet mulig å bruke. Det må forstås at hydrauliske og pneumatiske drivmidler er omfattet av begrepet "fluidoperert".

Den minst ene jekken kan være en skruejekk.

Løfteanordningen kan omfatte et vaiersystem, som for eksempel kan være drevet med elektriske vinsjer. Vaiersystem utgjør en mulig utførelsesform av løfteanordningen.

Heiseinnretningen kan omfatte et taljesystem.

Med taljesystem menes her et tradisjonelt løftesystem som løfter fra toppen av boretårnet, hvor taljesystemet omfatter komponenter som kasteblokker, vinsjer og tilhø-rende heisespill.

Holdeinnretningen kan omfatte et rotasjonsbord. Fordelen med at holdeinnretningen omfatter et rotasjonsbord, er at rotasjons bordet allerede i utgangspunktet holder borestrengen med foringsrøret. Rotasjons bordet sammen med den delen av borestrengen som forbinder foringsrøret med gripedekket, vil således utgjøre boretårnsammen-stillingens holdeinnretning for fastholding av foringsrøret. Det er en fordel å slippe å tilveiebringe en ytterligere holdeinnretning.

Boretårnet kan være anbrakt på gripedekket og således vil boretårnet også løftes

sammen med gripedekket og foringsrøret. Fordelen med dette er systemets enkelhet, blant annet ved at gripedekket idet det heves, ikke vil komme opp inne i boretårnet og således ta opp plass. De ulike elementene i boretårnsammenstillingen kommer således ikke i konflikt med hverandre, og de tar mindre plass.

I et andre aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt en fremgangsmåte for å løsgjøre foringsrør med en boretårnsammenstilling ifølge det første aspektet av oppfinnelsen, der fremgangsmåten omfatter trinnet med å feste foringsrøret til gripedekkets holdeinnretning og hvor fremgangsmåten videre er kjennetegnet ved at den omfatter trinnet med å løfte gripedekket med løfteanordningen for å løsgjøre foringsrøret.

Fremgangsmåten kan videre omfatte å anbringe boretårnet på gripedekket for slik å kunne løfte boretårnet sammen med foringsrøret.

I et tredje aspekt omfatter oppfinnelsen en oljerigg som omfatter en boretårnsammenstilling, hvor oljeriggen omfatter et understell og et dekk, og hvor boretårnsammenstillingen er anbrakt på dekket.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viseren prinsippskisse av en boretårnsammenstilling; Fig. 2 viser en prinsippskisse av en boretårnsammenstilling ved innkjøring av borestreng i en brønn; Fig. 3 viser en prinsippskisse av en boretårnsammenstilling etter at foringsrøret er kuttet og er klar for uttrekking; og Fig. 4-8 viser prinsippskisser av en boretårnsammenstilling ved ulike trinn av trek-king av foringsrøret.

Like eller tilsvarende elementer er angitt med samme henvisningstall på figurene.

Posisjons- og orienteringsangivelser som for eksempel øvre, nedre, over, under, vertikal og horisontal henspiller på den posisjon som er vist på figurene.

Figur 1 viser en boretårnsammenstilling 1, hvor boretårnsammenstillingen 1 omfatter et boretårn 11, en løfteanordning 12, et gripedekk 13 og en heiseinnretning 14. Boretårnsammenstillingen 1 er anbrakt sentrert over en utblåsningssikring (BOP) 3 og forbundet dertil via et teleskoprør 4. Utblåsningssikringen 3 er videre forbundet med et høytrykksstigerør 5 som strekker seg ned til et brønnhode 6. Brønnhodet 6 utgjør feste for et foringsrør 2 og et såkalt "conductor"-rør 7, som er et ytre foringsrør som strekker seg et stykke nedover i brønnen. Foringsrøret 2 strekker seg fra brønnhodet 6, innvendig i conductor-røret 7, gjennom et brønnhodedekk 61 og videre ned i en brønn (ikke vist). Løfteanordningen 12 er i dette utførelseseksempelet vist som jekker eller skruer som er anbrakt under gripedekket 13. Heiseinnretningen 14 er vist som et taljesystem 14 innbefattet toppblokk 141, vaier 142, løpeblokk 143, rørklave 144 og heisespill (ikke vist).

Gripedekket 13 omfatteren holdeinnretning 131, som i dette utførelseseksempelet omfatter et rotasjonsbord 1311 og et kilebelte 1312.

Figur 2 viser boretårnsammenstillingen 1 ved innkjøring av en borestreng 1313 i brønnen, for kutting av foringsrøret 2. Borerør er skrudd sammen og lagret i finger-bord på kjent måte, og taljesystemet 14 benyttes sammen med i og for seg kjente rørhåndteringssystemer for å flytte og skru sammen borestrengen 1313 på tradisjonelt vis. Dette vil derfor ikke bli beskrevet nærmere i det følgende.

Borestrengen 1313 fastholdes av rørklaven 144 idet den kjøres inn. Et kutteverktøy 8 for kutting av foringsrøret 2 er festet til borestrengen 1313. Etter at foringsrøret 2 er kuttet, kan borestrengen 1313 trekkes ut igjen og påkobles en festemekanisme 1314, eller trekkeverktøy 1314, som så kjøres inn i brønnen og festes til foringsrøret 2.

I figur 3 vises situasjonen etter at foringsrøret 2 er påført et kutt k som har utstrek-ning i hele foringsrørets 2 omkrets. Borestrengen 1313 er kjørt ned med festemekanismen 1314 som er innrettet til å gå i fast inngrep med det avkuttede foringsrøret 2. Når festemekanismen 1314 er forbundet med foringsrøret 2, er det klart for å løsgjøre foringsrøret 2 og trekke det ut. Kilebeltet 1312 festes etter at eventuell slakk i talje systemet 14 er trukket opp. Pa figur 4 vises videre at løfteanordningen 12, her vist som jekker 12, aktiveres og løfter hele gripedekket 13. Jekkene 12 har stor kraft og kan løsgjøre elementer som sitter fast i brønnen, deriblant altså fastsementerte fo-ringsrør 2. Jekkene 12 kan for eksempel heve gripedekket to-tre meter og det løsgjor-te foringsrøret 2 følger med oppover.

På figur 5 vises jekkene 12 maksimalt hevet. Kraften i kilebeltet 1312 og rotasjons-bordet 1311 avlastes og foringsrøret 2 henger i heiseinnretningen 14. Løfteanordning-en 12 kan således senkes igjen, figur 6, slik at den er klar til nytt løft dersom det trengs kraft som overskrider kapasiteten til heiseinnretningen 14.

På figur 7 vises at heiseinnretningen 14 har heist det avkuttede foringsrøret 2 opp gjennom rotasjon sbordet 1311. Deretter trekkes foringsrøret 2 på i og forseg kjent måte ved først å holde foringsrøret 2 fast med kilebeltet 1312 i rotasjons bordet 1311 mens borestrengen 1313 trekkes ut ved hjelp av heiseinnretningen 14. Videre, på figur 8, senkes heiseinnretningen 14 og rørklaven 144 festes til foringsrøret 2 som skal trekkes. Deretter kan kilebeltet 1312 løsnes slik at heiseinnretningen 14 kan heise foringsrøret 2 ut av brønnen. Når foringsrøret 2 er heist så langt det kan, festes det igjen i kilebeltet 1312 før det kuttes på oversiden av kilebeltet 1312. Rørklaven 144 festes igjen og heiseinnretningen 14 aktiveres på nytt. Dersom det underveis i trek-kingen er nødvendig med ytterligere kraft, for eksempel ved at foringsrøret 2 sitter fast, aktiveres løfteanordningen 12 på nytt.

I en annen utførelsesform av oppfinnelsen kan løfteanordningen 12 benyttes alene, altså uten samspill med en heiseinnretning, for å løsgjøre og heise ut foringsrør 2. Videre kan det i enda en ytterligere utførelsesform tenkes at løfteanordningen 12 er innrettet slik at den utgjør boretårnets 11 nedre del, for eksempel ved at løfteanord-ningen 12 omfatter jekker som definert tidligere heri, hvor jekkene utgjør boretårnets II ben.

Det bør bemerkes at alle de ovennevnte utførelsesformer illustrerer oppfinnelsen, men begrenser den ikke, og fagpersoner på området vil kunne utforme mange alternative utførelsesformer uten å avvike fra omfanget av de avhengige kravene. I kravene skal referansenumre i parentes ikke sees som begrensende. Bruken av verbet "å omfatte" og dets ulike former, ekskluderer ikke tilstedeværelsen av elementer eller trinn som ikke er nevnt i kravene. De ubestemte artiklene "en", "ei" eller "et" foran et element ekskluderer ikke tilstedeværelsen av flere slike elementer. Oppfinnelsen kan imple-menteres ved hjelp av hardware som omfatter flere atskilte elementer, og ved hjelp av en passende programmert computer. I apparatkrav som nevner flere midler, kan flere av disse midlene være omfattet i ett og samme element av hardwaren. Det fak-tum at enkelte trekk er anført i innbyrdes forskjellige avhengige krav, indikerer ikke at en kombinasjon av disse trekk ikke med fordel kan brukes. I figurene er liknende eller tilsvarende trekk indikert ved samme referansenummer eller påskrift.

Claims (16)

1. Boretårnsammenstilling (1), hvor boretårnsammenstillingen (1) omfatter - et gripedekk (13) som omfatteren holdeinnretning (131) for fastholding av et foringsrør (2); - en løfteanordning (12) innrettet til å kunne løfte gripedekket (13) sammen med foringsrøret (2); og - en heiseinnretning (14) anbrakt over gripedekket (13);karakterisert vedat: - boretårnsammenstillingen (1) videre omfatter et boretårn (11) hvor heiseinnretningen (14) er anbrakt i et øvre parti av boretårnet (11); og ved at - både løfteanordningen (12) og heiseinnretningen (14) er innrettet til å kunne trekke foringsrøret (2) ut av en brønn.

2. Boretårnsammenstilling (1) ifølge krav 1, hvor løfteanordningen (12) er forbundet med gripedekket (13).

3. Boretårnsammenstilling (1) ifølge hvilket som helst av kravene 1-2, hvor løf-teanordningen (12) omfatter minst én jekk.

4. Boretårnsammenstilling (1) ifølge krav 3, hvor den minst ene jekken omfatter fire jekker.

5. Boretårnsammenstilling (1) ifølge hvilket som helst av kravene 3-4, hvor den minst ene jekken er fluidoperert.

6. Boretårnsammenstilling (1) ifølge hvilket som helst av kravene 3-4, hvor den minst ene jekken er elektrisk drevet.

7. Boretårnsammenstilling (1) ifølge hvilket som helst av kravene 3-4, hvor den minst ene jekken omfatter tannstangdrift.

8. Boretårnsammenstilling (1) ifølge hvilket som helst av kravene 3-6, hvor den minst ene jekken omfatter en skruejekk.

9. Boretårnsammenstilling (1) ifølge 2, hvor løfteanordningen (12) omfatter et vaiersystem.

10. Boretårnsammenstilling (1) ifølge hvilket som helst av kravene 2-9, hvor heiseinnretningen (14) omfatter et taljesystem.

11. Boretårnsammenstilling (1) ifølge hvilket som helst av kravene 1-10, hvor holdeinnretningen (131) omfatter et rotasjonsbord (1311).

12. Boretårnsammenstilling (1) ifølge hvilket som helst av kravene 1-11, hvor boretårnet (11) er anbrakt på gripedekket (13) og løftes sammen med dette.

13. Fremgangsmåte for å løsgjøre og trekke et foringsrør (2) med en boretårnsammenstilling (1) ifølge krav 1, hvor fremgangsmåten omfatter de følgende trinn: - å kutte foringsrøret (2) på en angitt dybde; og - å feste foringsrøret (2) til gripedekkets (13) holdeinnretning (131);karakterisert vedat fremgangsmåten videre omfatter de følgende trinn: - å løfte gripedekket (13) med løfteanordningen (12) for å løsgjøre foringsrø-ret (2); - å feste foringsrøret (2) til heiseinnretningen (14); - å løsgjøre foringsrøret (2) fra gripedekkets (13) holdeinnretning (131); og - å trekke foringsrøret (2) opp ved hjelp av heiseinnretningen (14).

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, hvor fremgangsmåten videre omfatter å gjen-ta alle trinnene av fremgangsmåten for vekselvis å løsgjøre og trekke forings-røret henholdsvis ved hjelp av løfteanordningen (12) og heiseinnretningen (14).

15. Fremgangsmåte ifølge krav 13 eller 14, hvor fremgangsmåten videre omfatter det følgende trinn: - å anbringe boretårnet (11) på gripedekket (13).

16. Oljerigg som omfatter en boretårnsammenstilling (1) ifølge krav 1, hvor oljeriggen omfatter et understell og et dekk, og hvor boretårnsammenstillingen (1) er anbrakt på dekket.