NO338678B1 - Utblåsningssikring - Google Patents

Description

UTBLÅSNINGSSIKRING

Den foreliggende oppfinnelse angår utblåsningssikringer og særlig tettingen av utblåsningssikringer.

Utblåsningssikringer, såkalte BOP<f>er, er velkjente sikker-hetsanordninger for i nødsituasjoner å tette olje- og gass-brønner og derved holde tilbake farlige utblåsninger.

Mange forskjellige typer av slike BOP'er er kjent innen tek-nikken. Én av disse utgjøres av en lukkehode-type BOP ("ram-type BOP"), som typisk innbefatter et hus med en gjennomgangsboring for å gi atkomst til brønnen, og minst ett par lukkehodestempler montert i huset, hvor lukkehodestemplene i hvert par befinner seg på motstående sider av gjennomgangsboringen. I en nødsituasjon vil motstående lukkehodestempler bevege seg inn i og lukker gjennomgangsboringen, hvorved brønnen avtettes.

Tetting av gjennomgangsboringen bistås gjennom tilveiebring-elsen av elastomertetningselementer som er innlemmet i lukke-hodestempelkroppen. Det første av disse tetningselementer er anordnet på lukkehodestemplets oppoverrettede flate for å gripe inn med en tetningsflate som er maskinert inn i lukkehoderommet. Det andre av disse tetningselementer er anordnet på lukkehodestemplets innoverrettede vertikale flate. Disse tetningselementer er plassert slik at når lukkehodestemplene beveges til den lukkede stilling, og de innoverrettede vertikale overflater er i kontakt, dannes en kontinuerlig elastomertetning mellom lukkehodestempelkroppene og deres lukkeho-dehulrom, samt mellom lukkehodestemplenes kontaktflater.

Når lukkehodestemplene befinner seg i den lukkede stilling og trykket nedenfor lukkehodestemplene er høyere enn trykket ovenfor disse, tvinges lukkehodestemplene til å bevege seg oppover mot lukkehoderommets øvre flate. Dette gir tetningen fordeler på to måter: - tetningene presses progressivt hardere mot lukkehoderommet; og

- ekstrusjonsspalten reduseres.

Vanlige BOP'er har derimot den ulempe at dersom trykket ovenfor lukkehodestemplene er større enn trykket nedenfor disse, vil disse to fordeler ikke forelligge. I et slikt tilfelle vil lukkehodestemplene bevege seg, eller "flyte", nedover og bort fra lukkehoderommets tetningsflate, samtidig som tetningen avlastes og ekstrusjonsspalten øker.

Dette forløp forklarer hvorfor lukkehode-type BOP'er ikke er pålitelige for å demme opp mot trykk ovenfra.

I tillegg er vanlige BOP'er av begrenset nytte i gassbrønner med høyt trykk. Pga. plassmangel inne i BOP-huset er det me-get vanskelig å maskinere en tetningsseteflate i lukkehoderommet som er glatt nok til å kunne lage en høyintegritets-tetning mellom lukkehodestemplenes øvre flate og tetningssetet. Dette problemet forsterkes dersom elastomertetnings-elementet på den øvre flate av lukkehodestemplene, skades ved at det dras tvers over lukkehoderommets flate under lukkingen av lukkehodestemplene.

Publikasjonen US 2004/0084644 Al beskriver en utblåsningssikring som har lukkehodekamre med en øvre tetningsflate og en nedre tetningsflate. Øvre tetningselementer, nedre tetningselementer og mellomliggende elementer er montert til tetnings-flåtene til hvert av lukkehodene.

Publikasjonen US 4,444,404 A beskriver en utblåsningssikring som innbefatter et hus og et lukkehoderom med et par motstående lukkehodestempler som befinner seg inne i lukkehoderommet. Hvert lukkehodestempel har en tetning som er anordnet på en øvre flate, og lukkehodestemplene er tilpasset for å kunne beveges for å tette rundt rør eller andre objekter i brønnbo-ringen. Lukkehoderommet innbefatter også tetningssetet som er assosiert med lukkehodeparet.

Publikasjonen US 3,023,994 A beskriver en lukkehodeportsam-menstilling for utblåsningssikringer for bruk ved dypvanns-brønner.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å unngå eller redusere minst én av de forannevnte ulemper.

I henhold til et første aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en utblåsningssikring som innbefatter : - et hus som avgrenser en langsgående gjennomgangsboring og et lukkehoderom; - minst ett par motstående lukkehodestempler som befinner seg inne i lukkehoderommet, hvor hvert lukkehodestempel innbefatter en tetning som er anordnet på en øvre flate av lukkeho destemplet, og hvor det minst ene par lukkehodestempler er bevegelig fra en første stilling hvori gjennomgangsboringen er åpen, til en andre stilling hvori gjennomgangsboringen er lukket; og

- minst ett tetningssete som er anordnet i lukkehoderommet og montert inn i en overflate av lukkehoderommet, hvor et tetningssete er assosiert med hvert par lukkehodestempler, og hvor det minst ene tetningssete har en tetningsflate for kontinuerlig å kunne gripe inn med stempeltetningene når det minst ene par lukkehodestempler beveger seg fra den første stilling til den andre stilling.

Ved å innlemme et separat tetningssete kan tetningsflaten tilrettelegges slik at stempeltetningene ikke vil skades når det minst ene par lukkehodestempler beveger seg fra den førs-te stilling til den andre stilling.

Tetningssetet er fortrinnsvis bevegelig montert i lukkehoderommet. Ved å montere tetningssetet bevegelig i lukkehoderommet, kan tetningssetet bevege seg mot stempeltetningene dersom trykket på den øvre flate av det minst ene par lukkehodestempler er høyere enn trykket på en motstående flate av det minst ene par lukkehodestempler.

Tetningssetet er fortrinnsvis hardmetallbelagt. Hardmetallbe-legging er en fremgangsmåte hvor et belegg av metall eller en legering legges på en komponent og således frembringer en flate med uvanlig høy motstand mot riping og degradering.

Det langstrakte tetningssete er fortrinnsvis slipt. Sliping frembringer en flate med uvanlig høy flathet og glatthet. Tilveiebringelse av et tetningssete som er både hardmetallbelagt og slipt, minimaliserer degraderingen som oppstår i tet ningen under bevegelse av det minst ene par lukkehodestempler fra den første stilling til den andre stilling, hvilket bedrer utblåsningssikringens tetningsevne.

De motstående lukkehodestempler innbefatter fortrinnsvis komplementære forriglingsprofiler for å kunne stabilisere lukkehodestemplene når disse befinner seg i den andre stilling .

Det beskrives også en utblåsningssikring som innbefatter:

- et hus som avgrenser en langsgående gjennomgangsboring og et lukkehoderom; - minst ett par motstående lukkehodestempler som befinner seg i lukkehoderommet, hvor hvert lukkehodestempel innbefatter en tetning som er anordnet på en øvre flate, og hvor lukkehodestemplene er bevegelige tvers over boringen; og - minst ett tetningssete som har en tetningsflate for å kunne gripe inn med stempeltetningene, hvor et tetningssete er assosiert med hvert par lukkehodestempler, og hvor tetningssetet er bevegelig montert i lukkehoderommet.

Tilveiebringelse av et bevegelig montert tetningssete gjør det mulig for tetningssetet å bevege seg mot stempeltetningene dersom trykket på den øvre flate av det minst ene par lukkehodestempler er større enn trykket på en motstående flate av det minst ene par lukkehodestempler, hvilket bedrer tetningen mellom tetningssetet og det minst ene par lukkehodestempler. Dette tilveiebringer et arrangement hvor BOP'ens sammenstilling av lukkehodestempler tilveiebringer toveis trykkinneslutning.

Det minst ene tetningssete har fortrinnsvis en tetningsflate som kontinuerlig griper inn med stempeltetninger gjennom bevegelsen av det minst ene par lukkehodestempler.

Tetningssetet er fortrinnsvis hardmetallbelagt. Hardmetallbe-legging frembringer en flate med uvanlig høy motstand mot riping og degradering.

Tetningssetet er fortrinnsvis slipt. Sliping frembringer en flate med uvanlig høy flathet og glatthet. Tilveiebringelse av et tetningssete som er både hardmetallbelagt og slipt, minimaliserer degraderingen som oppstår i tetningen under for-flytning av lukkehodestemplet, hvilket bedrer utblåsningssikringens tetningsevne.

De motstående lukkehodestempler omfatter fortrinnsvis komplementære innbyrdes låsende profiler for å stabilisere lukkehodestemplene når stemplene befinner seg i en lukket gjennomgangsboringsstilling.

Tetningssetet kan innbefatte et fremstikkende tetningsinngrepselement som er innrettet til å kunne gripe inn med tetningen når lukkehodestemplene befinner seg i den lukkede gjennomgangsboringsstilling. Når lukkehodestemplene befinner seg i den lukkede gjennomgangsboringsstilling, vil tilstedeværelsen av et fremstikkende tetningsinngrepselement klemme mot tetningen og forbedre integriteten til den tildannede tetning. Det fremstikkende element han ha et halvsirkelformet tverrsnitt.

I henhold til et andre aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for å opprettholde tetningsintegriteten i en tetning som er anordnet på minst ett lukkehodestempel til en utblåsningssikring når nevnte minst ene lukkehodestempel beveger seg tvers over en gjennomgangsboring i utblåsningssikringen, hvor fremgangsmåten omfatter følgende trinn: - å bevege det minst ene lukkehodestempel fra en åpen gjennomgangsboringsstilling, det vil si en stilling hvor gjennomgangsboringen er åpen, og til en lukket gjennomgangsboringsstilling, det vil si en stilling hvor gjennomgangsboringen er lukket; og - kontinuerlig å la tetningen gripe inn med tetningssetet montert inn i en overflate av lukkehoderommet gjennom bevegelsen av det minst ene lukkehodestempel mellom den åpne og den lukkede gjennomgangsboringsstilling.

Det beskrives også en fremgangsmåte for å tette en utblåsningssikring som har en gjennomgangsboring og minst ett par lukkehodestempler, hvor lukkehodestemplene lukker nevnte gjennomgangsboring når trykket ovenfor det minst ene par lukkehodestempler er større enn trykket nedenfor minst ett par lukkehodestempler, hvor fremgangsmåten omfatter trinnet å: - på et bevegelig tetningssete, å tilføre et trykk som er tilstrekkelig stort til å kunne bevege det bevegelige tetningssete mot det minst ene par lukkede lukkehodestempler og derved danne et en kontakttetning med disse.

Det beskrives også et tetningssete for bruk i en utblåsningssikring .

Det beskrives også et bevegelig tetningssete for bruk i en utblåsningssikring.

I kraft av den foreliggende oppfinnelse kan en gjennomgangsboring i en utblåsningssikring tettes med en høyintegritets- tetning som kan motstå trykk både ovenfor og nedenfor tetningen .

Disse og andre aspekter ved den foreliggende oppfinnelse vil nå bli beskrevet, i eksempelform, med henvisning til de ved-lagte tegninger, hvor: Figur 1 viser et sideriss av en utblåsningssikring med flere par lukkehodestempler i henhold til en utførelse av den foreliggende oppfinnelse; Figur 2 er en delvis perspektivtegning av en del av ut blåsningssikringen ifølge figur 1 vist i en åpen stilling; Figur 3 viser utblåsningssikringen ifølge figur 2 med lukkehodestemplene i en lukket stilling; og Figur 4 viser en perspektivtegning av tetningssetet og lukkehodestemplene i utblåsningssikringen ifølge figur 1, 2 og 3.

Det vises først til figur 1, som viser et sideriss av en utblåsningssikring (BOP), generelt angitt med henvisningstallet 10, med flere par lukkehodestempler i henhold til en utførel-se av den foreliggende oppfinnelse. BOP'en 10 omfatter et hus 40 som avgrenser et første par lukkehodestempelhus lia, 11b,

og et andre par lukkehodestempelhus 13a, 13b.

En nedre ende 15 av BOP'en 10 er innrettet til å kunne for-bindes med, for eksempel, et ventiltre via et koplingsstykke. En øvre ende 17 av BOP'en 10 er innrettet til å kunne forbin- des med, for eksempel, en kabelkjøringssluse eller et stige-rør .

Figur 2 viser en delvis perspektivtegning av en del av utblåsningssikringen 10 ifølge figur 1, og i en åpen stilling. Huset 40 avgrenser en gjennomgangsboring 16 i BOP'en 10 og et lukkehoderom 34. BOP'en 10 innbefatter også et par lukkehodestempler 12, 14, her vist i en åpen stilling, slik at lukkehodestemplene 12, 14 ikke blokkerer BOP'ens gjennomgangsboring 16.

Det første lukkehodestempel 12 innbefatter en elastomertetning 18 som omfatter et første parti 18a, som er anordnet på det første lukkehodestempel 12 sin toppflate 20, og et andre parti 18b, som er anordnet på det første lukkehodestempel 12 sin frontflate 22. På liknende vis innbefatter det andre lukkehodestempel 14 en elastomertetning 24 med et førs-te parti 24a som er anordnet på det andre lukkehodestempel 14 sin toppflate 26, og et andre parti 24b (ikke vist) som er anordnet på det andre lukkehodestempel 14 sin frontflate 28. De andre partier 18b, 24b av både de første og andre tet-ninger 18, 24 er anordnet motstående hverandre. Når lukkehodestemplene 12, 14 befinner seg i en lukket stilling (som vist på figur 3), griper de andre tetningspartier 18b, 24b inn med hverandre for derved å danne en tetning, som er vist med stiplede linjer, mellom frontflåtene 22, 28. Det første parti 18a og det andre parti 18b av den første tetning 18 er forbundet for derved å danne en sammenhengende tetning. På liknende vis er det første parti 24a og det andre parti 24b av den andre tetning 24 forbundet for derved å danne en sammenhengende tetning.

BOP^en 10 innbefatter et langstrakt tetningssete 30 som er montert inn i lukkehoderommet 34 sin toppflate 32. Som vist på figur 2, er en tetningsflate 36 av tetningssetet 30 bred nok til å gripe inn med tetningene 18, 24 sine første elasto-mertetningspartier 18a, 24a når lukkehodestemplene 12, 14 befinner seg i den åpne stilling.

Det langstrakte tetningssete 30 innbefatter en krage 38 som står opp fra tetningssetet 30 sin toppflate 39. En 0-ringtetning 42 er montert omkring utsiden av kragen 38, hvilket sees best på figur 4. O-ringtetningen 42 forhindrer lekkasje av trykksatt fluid som kan foreligge langs en grense-flate 48 mellom BOP-huset 40 og tetningssetet 30.

Det langstrakte tetningssete 30 er bevegelig montert inne i BOP-huset 40. Formålet med dette er omtalt i forbindelse med figur 2.

Det vises nå til figur 3, hvor lukkehodestemplene 12, 14 har beveget seg den samme avstand tvers over lukkehoderommet 34 for å tette gjennomgangsboringen 16. Når de første tetningspartier 18a, 24a kommer i inngrep med tetningsflaten 36, og de andre tetningspartier 18b, 24b griper inn med hverandre, er gjennomgangsboringen 16 tettet.

I denne konfigurasjon, og dersom trykket i en øvre ende 44 av gjennomgangsboringen 16 er større enn trykket i en nedre ende 46 av gjennomgangsboringen 16, beveges tetningssetet 30 mot lukkehodestemplene 12, 14 og sikrer at tetningsintegriteten opprettholdes. Tilstedeværelsen av O-ringtetningen 42 forhindrer lekkasje og trykktap gjennom grenseflaten 48 mellom BOP-huset 40 og tetningssetet 30.

Diverse modifikasjoner og forbedringer kan gjøres med utfø-relsene som er beskrevet i det foregående uten å avvike fra oppfinnelsens omfang. For eksempel kan de motstående lukkehodestempler 12, 14 innbefatte komplementære forriglingsprofiler for å kunne stabilisere lukkehodestemplene 12, 14 når disse befinner seg i den lukkede stilling.

En fagmann på området vil også forstå at den ovennevnte utfø-relse av oppfinnelsen tilveiebringer en utblåsningssikring 10 som innlemmer et bevegelig tetningssete 30 som opprettholder en høyintegritetstetning i den lukkede stilling.

Claims (6)

1. Utblåsningssikring (10), hvor utblåsningssikringen innbefatter : - et hus (40) som avgrenser en langsgående gjennomgangsboring (16) og et lukkehoderom (34); - minst ett par motstående lukkehodestempler (12, 14) som befinner seg inne i lukkehoderommet (34), hvor hvert lukkehodestempel innbefatter en tetning (18a, 24a) som er anordnet på en øvre flate (20, 26) av lukkehodestemplet (12, 14), og hvor det minst ene par lukkehodestempler (12, 14) er bevegelig fra en første stilling hvori gjennomgangsboringen (16) er åpen, til en andre stilling hvori gjennomgangsboringen (16) er lukket; og - minst ett tetningssete (30) anordnet i lukkehoderommet (34) og montert inn i en overflate av lukkehoderommet, hvor et tetningssete (30) er assosiert med hvert par lukkehodestempler (12, 14), og hvor det minst ene tetningssete (30) har en tetningsflate (36) for kontinuerlig å kunne gripe inn med stempeltetningene (18a, 24a) når det minst ene par lukkehodestempler (12, 14) beveger seg fra den første stilling til den andre stilling.

2. Utblåsningssikring ifølge krav 1, hvor tetningssetet (30) er bevegelig montert i lukkehoderommet (34).

3. Utblåsningssikring ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor tetningssetet (30) er hardmetallbelagt .

4. Utblåsningssikring ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor tetningssetet (30) er slipt.

5. Utblåsningssikring ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor de motstående lukkehodestempler (12, 14) innbefatter komplementære forriglingsprofiler for å kunne stabilisere lukkehodestemplene (12, 14) når lukkehodestemplene (12, 14) befinner seg i den andre stilling.

6. Fremgangsmåte for å opprettholde tetningsintegriteten i en tetning (18a, 24a) som er anordnet på minst ett lukkehodestempel (12, 14) til en utblåsningssikring når nevnte minst ene lukkehodestempel beveger seg tvers over en gjennomgangsboring (16) i utblåsningssikringen, hvor nevnte fremgangsmåte omfatter følgende trinn: - å bevege det minst ene lukkehodestempel (12, 14) fra en stilling hvor gjennomgangsboringen (16) er åpen, og til en stilling hvor gjennomgangsboringen (16) er lukket; og - kontinuerlig å la tetningen (18a, 24a) gripe inn med et tetningssete (30) montert inn i en overflate av lukkehoderommet (34) gjennom bevegelsen av det minst ene lukkehodestempel (12, 14) mellom gjennomgangsboringens åpne og lukkede stillinger.