NO339117B1

NO339117B1 - Telescopic riser joint.

Info

Publication number: NO339117B1
Application number: NO20130039A
Authority: NO
Inventors: Tor-Øystein Carlsen; Bernt-Olav Tømmermo
Original assignee: Fmc Kongsberg Subsea As
Priority date: 2013-01-08
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2016-11-14
Also published as: WO2014108403A3; US20150354296A1; WO2014108403A2; NO20130039A1

Description

Oppfinnelsens anvendelsesområde Scope of the invention

Oppfinnelsen omhandler en teleskopisk skjøt for benyttelse som del av en stigerørskonfigurasjon offshore. Mer spesifikt omhandler oppfinnelsen en hivkompenserende teleskopisk stigerørsskjøt. The invention relates to a telescopic joint for use as part of a riser configuration offshore. More specifically, the invention relates to a heave-compensating telescopic riser joint.

Bakgrunn for oppfinnelsen Background for the invention

I offshore gass- og oljeutvinning, brønnintervensjon og hydrokarbonproduksjon fra formasjoner under overflaten, er det vanlig å utstyre flytende overflateutstyr med et hivkompenseringssystem som kompenserer for de relative bevegelsene mellom et flytende fartøy og et stigerør. Stigerøret er vanligvis forbundet til havbunnen gjennom en undervanns struktur, for eksempel et brønnhode. Hivkompenseringssystemet kompenserer for bevegelser i det flytende fartøyet forårsaket av for eksempel vind og bølger. En ulempe med slike overflate- (Eng. Topside) hivkompenseringssystemer er at de krever stor plass på fartøyets dekk. I tillegg omfatter disse kjente systemene stort, tungt utstyr som det er vanskelig å bevege og/eller vedlikeholde. Det er i tillegg kjente løsninger som relaterer seg til boreapparater hvor strekkutstyret er anordnet under plattformdekket. Eksempler på slike løsninger er vist i US 3211224 og US 3643751. Av annen kjent teknikk kan nevnes US 4615542 A, WO 2008/051092 Al, WO 2010/090531 Al, WO 2009/154474 Al, og WO 02/088512 Al. In offshore gas and oil extraction, well intervention and hydrocarbon production from subsurface formations, it is common to equip floating surface equipment with a heave compensation system that compensates for the relative movements between a floating vessel and a riser. The riser is usually connected to the seabed through an underwater structure, for example a wellhead. The heave compensation system compensates for movements in the floating vessel caused by, for example, wind and waves. A disadvantage of such surface (Eng. Topside) heave compensation systems is that they require a lot of space on the vessel's deck. In addition, these known systems include large, heavy equipment that is difficult to move and/or maintain. There are also known solutions that relate to drilling rigs where the tensioning equipment is arranged under the platform deck. Examples of such solutions are shown in US 3211224 and US 3643751. Of other known techniques, mention may be made of US 4615542 A, WO 2008/051092 Al, WO 2010/090531 Al, WO 2009/154474 Al, and WO 02/088512 Al.

Dokument US 3643751 omhandler et hydrostatisk strekksystem for stigerør for bruk i undervanns-boreoperasjoner, og viser en boresammenstilling omfattende en brønnhodekonnektor, utblåsnings sikring av ram-typen (Eng. ram-type), utblåsningssikring av hylse-typen (Eng. sleeve-type), og en teleskoperende skjøt i et marint konduktorrør som strekker seg oppover til fartøyet. Den øvre ende av konduktorrøret er sikret til fartøyet for å forhindre relativ vertikal bevegelse mellom disse ved midler som strekkstenger eller kabler. Den teleskopiske skjøten omfatter en øvre seksjon hvilken er forbundet til den nedre enden av en hoveddel av konduktorrøret og danner en forlengelse av denne, og en nedre seksjon hvilken er fiksert sikret til toppen av utblåsningssikringen, eller toppen av hvilken som helst annen brønnhodekomponent anordnet i et serie-forbundet arrangement dannende en borepassasje for en borestreng. Document US 3643751 relates to a hydrostatic tensioning system for riser pipe for use in underwater drilling operations, and shows a drilling assembly comprising a wellhead connector, ram-type blowout preventer, sleeve-type blowout preventer , and a telescoping joint in a marine conductor pipe extending upwards to the vessel. The upper end of the conductor pipe is secured to the vessel to prevent relative vertical movement between them by means such as tie rods or cables. The telescopic joint comprises an upper section which is connected to the lower end of a main body of the conductor pipe and forms an extension thereof, and a lower section which is fixedly secured to the top of the blowout preventer, or the top of any other wellhead component arranged in a series-connected arrangement forming a drill passage for a drill string.

Dokument WO 02/088512 Al omhandler en anordning for lastoverføring ved hjelp av en eller flere hydraulikksylinderlignende aktuatorer for å etablere og opprettholde strekk i et stigerør. Stigerøret utgjør en forbindelse mellom havbunnen og en installasjon på eller nær havoverflaten. Den nødvendige trykkdifferanse mellom aktuatorenes trykksider og avlastede sider utgjøres av en hydrostatisk trykkdifferanse. Document WO 02/088512 Al deals with a device for load transfer using one or more hydraulic cylinder-like actuators to establish and maintain tension in a riser. The riser forms a connection between the seabed and an installation on or near the sea surface. The necessary pressure difference between the actuators' pressure sides and unloaded sides is made up of a hydrostatic pressure difference.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe et hivkompenseringssystem som løser i det minste én av ulempene forbundet med de kjente løsningene. It is an aim of the present invention to provide a heave compensation system which solves at least one of the disadvantages associated with the known solutions.

En annen hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe et hivkompenseringssystem som hivkompenserer hele lengden til stigerøret, for slik å minimere lastene som utøves på brønnhodet. Another purpose of the invention is to provide a heave compensation system that compensates for heave the entire length of the riser, so as to minimize the loads exerted on the wellhead.

Sammendrag av oppfinnelsen Summary of the invention

Oppfinnelsen er definert i hovedkravet, mens de uselvstendige kravene beskriver andre karakteristikker ved oppfinnelsen. The invention is defined in the main claim, while the independent claims describe other characteristics of the invention.

Oppfinnelsen omhandler en teleskopisk stigerørsskjøt for å forbinde en første stigerørsdel og en andre stigerørsdel, som muliggjør en teleskopisk bevegelse mellom stigerørsdelene mens en samtidig danner et kontinuerlig stigerør. The invention relates to a telescopic riser joint for connecting a first riser part and a second riser part, which enables a telescopic movement between the riser parts while simultaneously forming a continuous riser.

Den teleskopiske stigerørsskjøten ifølge oppfinnelsen omfatter en første rørdel og en andre rørdel med midler for forbindelse til, og dannende en del av, et stigerør med en indre strømningspassasje. Den teleskopiske skjøten forbinder en første stigerørsdel og en andre stigerørsdel for å danne et stigerør. The telescopic riser joint according to the invention comprises a first pipe part and a second pipe part with means for connection to, and forming part of, a riser pipe with an internal flow passage. The telescopic joint connects a first riser portion and a second riser portion to form a riser.

Den teleskopiske skjøten omfatter et sylinderarrangement omfattende et første sett sylindre, hver sylinder har en stempelstang med et stempelhode og et sylinderhus og stempelstangen og sylinderhuset er henholdsvis forbindbare til én av den første rørdelen eller andre rørdelen. Én side av stempelhodet i det første settet sylindre er, i bruk, i kommunikasjon med eksternt trykk som gir en aksiell kraft som virker i den langsgående retningen til stigerøret og den andre siden av stempelhodet vender mot et tett kammer. Det første settet sylindre er konfigurert slik at et fluid i det tette kammeret og et fluid på den andre siden av stempelhodet gir en resultantkraft som strekker den første stigerørsdelen og den andre stigerørsdelen. Det tette kammeret vil ha et fluid med et relativt lavt trykk sammenlignet med trykket på den andre siden av stempelhodet, og gi en "vakuum effekt" i det tette kammeret. The telescopic joint comprises a cylinder arrangement comprising a first set of cylinders, each cylinder having a piston rod with a piston head and a cylinder housing, and the piston rod and cylinder housing are respectively connectable to one of the first tube part or the second tube part. One side of the piston head in the first set of cylinders is, in use, in communication with external pressure which provides an axial force acting in the longitudinal direction of the riser and the other side of the piston head faces a sealed chamber. The first set of cylinders is configured such that a fluid in the sealed chamber and a fluid on the other side of the piston head provide a resultant force that stretches the first riser portion and the second riser portion. The sealed chamber will have a fluid with a relatively low pressure compared to the pressure on the other side of the piston head, giving a "vacuum effect" in the sealed chamber.

I systemet ifølge oppfinnelsen er stigerøret typisk forbundet til en undervannstruktur i sin nedre ende og til et flytende fartøy eller plattform i sin øvre ende. Som et resultat av konfigurasjonen til arrangementet, kan problemer oppstå når det flytende fartøyet hiver på grunn av vind, bølger og strømmer. For å løse dette problemet er det tilveiebrakt en teleskopisk stigerørsskjøt i stigerøret som definert ovenfor. In the system according to the invention, the riser is typically connected to an underwater structure at its lower end and to a floating vessel or platform at its upper end. As a result of the configuration of the event, problems may arise when the floating vessel is heaving due to wind, waves and currents. To solve this problem, a telescopic riser joint is provided in the riser as defined above.

Sylinderarrangementet kan være anordnet på den radielle utsiden til rørdelene, sylinderarrangementet kan være anordnet i det minste delvis rundt utsiden til rørdelene. Deler av sylinderarrangementet kan være utformet i mellom rørdelene. Det er også mulig å se for seg at deler av sylinderarrangementet er tilveiebrakt på innsiden av rørdelene. The cylinder arrangement can be arranged on the radial outside of the pipe parts, the cylinder arrangement can be arranged at least partially around the outside of the pipe parts. Parts of the cylinder arrangement can be designed in between the pipe parts. It is also possible to imagine that parts of the cylinder arrangement are provided on the inside of the pipe parts.

Den teleskopiske skjøten ifølge oppfinnelsen kan være utformet i ulike typer stigerør. Stigerøret kan stå i sjøvann eller inne i et annet stigerør, og det kan eller kan ikke være konfigurert til å tolerere høye innvendige trykk. Det kan være utformet i ulike stigerør, slik som et marint stigerør, et arbeidsstigerør eller muligens et borestrengstigerør, et åpen-sjø arbeidsstigerør eller i et produksjonsstigerør. The telescopic joint according to the invention can be designed in different types of risers. The riser can be in seawater or inside another riser, and it may or may not be configured to tolerate high internal pressures. It can be designed in various risers, such as a marine riser, a work riser or possibly a drill string riser, an open-sea work riser or in a production riser.

Ved å ha en teleskopisk skjøt ifølge oppfinnelsen, hvilken tilveiebringer hivkompensering av stigerøret, vil en få muligheten til å frigjøre plass på fartøysdekket. Den teleskopiske skjøten ifølge oppfinnelsen kan være eksponert for det eksterne trykket på stempelsiden. Det eksterne trykket kan være det omkringliggende sjøvannet, eller en annen ekstern trykkilde slik som en kolonne med et tungt fluid inne i et marint stigerør, eller muligens også et separat rør eller slange med et fluid anordnet inne i eller på utsiden av stigerøret og/ eller det marine stigerøret. Det vil være den statiske høyden til fluidet som gir det eksterne trykket i den teleskopiske skjøten. Det vil også være mulig å forsyne forbindelsen til det eksterne fluidtrykket med en trykkforsterker, for eksempel en pumpe. Dette kan være interessant når oppfinnelsen benyttes i situasjoner med mindre vanndybder. En annen mulighet er å forsyne den teleskopiske skjøten med midler som gir tilleggskrefter som assisterer trykket fra det eksterne fluidet, vanligvis sjøvann. Disse tilleggsmidlene kan være akkumulatorer, fjærer, trykkøkningspumpe, vekter etc. De alternative trykkildene for det eksterne trykket kan benyttes alene eller i kombinasjoner. Det eksterne trykket, uavhengig av hvilken kilde, må alltid gi et trykk til systemet som er større enn trykket fra det tette kammeret. By having a telescopic joint according to the invention, which provides heave compensation of the riser, you will have the opportunity to free up space on the vessel's deck. The telescopic joint according to the invention can be exposed to the external pressure on the piston side. The external pressure may be the surrounding seawater, or another external pressure source such as a column of heavy fluid inside a marine riser, or possibly also a separate pipe or hose with a fluid arranged inside or outside the riser and/or the marine riser. It will be the static height of the fluid that provides the external pressure in the telescopic joint. It will also be possible to supply the connection to the external fluid pressure with a pressure amplifier, for example a pump. This can be interesting when the invention is used in situations with smaller water depths. Another possibility is to provide the telescopic joint with means that provide additional forces that assist the pressure from the external fluid, usually seawater. These additional means can be accumulators, springs, pressure increase pump, weights etc. The alternative pressure sources for the external pressure can be used alone or in combinations. The external pressure, regardless of the source, must always give a pressure to the system that is greater than the pressure from the sealed chamber.

Kraften som virker på den teleskopiske skjøten avhenger av arbeidsarealet til sylinderstempelhodene og vanndybden, det vil si vekten til kolonnen som virker på sylinderstempelhodene. På større dybder øker det hydrostatiske trykket som virker fra fluidet over sylinderstemplene, som resulterer i en større motstandskraft som igjen forhindrer separasjon av den første stigerørsdelen og den andre stigerørsdelen. På samme måte vil det hydrostatiske trykket som virker fra fluidet over sylinderstemplene minke, noe som resulterer i en mindre motstandskraft mot separasjon av den første stigerørsdelen og den andre stigerørsdelen. The force acting on the telescopic joint depends on the working area of the cylinder piston heads and the water depth, that is, the weight of the column acting on the cylinder piston heads. At greater depths, the hydrostatic pressure acting from the fluid above the cylinder pistons increases, resulting in a greater resistive force which in turn prevents separation of the first riser portion and the second riser portion. Likewise, the hydrostatic pressure acting from the fluid across the cylinder pistons will decrease, resulting in less resistance to separation of the first riser portion and the second riser portion.

Den teleskopiske stigerørsskjøten er typisk konstruert i kollapset tilstand mens, i bruk, settes den i "en operasjonsposisjon", det vil si en posisjon som forspenner (Eng. pre-tension) både de første og andre stigerørsdelene (både over og under den teleskopiske stigerørsskjøten) mens stigerøret på samme tid tillates å beveges både oppover og nedover, ved å forlenge og kollapse stigerørsskjøten. Den teleskopiske skjøten vil, i bruk, gi et strekk i både de første og andre stigerørsdelene i og med at sylinderarrangementet er forbindbart til de første eller andre rørdelene og kreftene vil forsøke å kollapse den teleskopiske skjøten og derfor forårsake trekk eller strekk i begge stigerørsdelene. Den hydrostatiske kolonnen virker på en side av stempelhodet, mens det tette kammeret gir en "vakuum effekt" på den andre siden av stempelhodet, noe som resulterer i at fluidet i det tette kammeret og fluidet på den andre siden av stempelhodet gir en resultantkraft som strekker de første og andre stigerørsdelene. "Vakuum effekten" i det tette kammeret øker etterhvert som de første og andre rørdelene beveges relativt bort fra hverandre, og minker noe når de første og andre rørdelene beveges mot hverandre igjen. Imidlertid kan endringen i strekk være ganske begrenset. The telescopic riser joint is typically constructed in a collapsed state while, in use, it is placed in "an operational position", i.e. a position which pre-tensions (Eng. pre-tension) both the first and second riser sections (both above and below the telescopic riser joint ) while at the same time the riser is allowed to move both upwards and downwards, by extending and collapsing the riser joint. The telescopic joint will, in use, produce a strain in both the first and second riser sections in that the cylinder arrangement is connectable to the first or second pipe sections and the forces will attempt to collapse the telescopic joint and therefore cause tension or tension in both riser sections. The hydrostatic column acts on one side of the piston head, while the sealed chamber provides a "vacuum effect" on the other side of the piston head, resulting in the fluid in the sealed chamber and the fluid on the other side of the piston head producing a resultant force that extends the first and second riser sections. The "vacuum effect" in the tight chamber increases as the first and second pipe parts are moved relatively away from each other, and decreases somewhat when the first and second pipe parts are moved towards each other again. However, the change in stretch can be quite limited.

I et aspekt ved oppfinnelsen er det mulig å tilveiebringe en trykk-kompensert teleskopisk skjøt for stigerør hvori det er et fluid under trykk. Ifølge oppfinnelsen kan den teleskopiske skjøten da være utformet med et andre sett sylindre i sylinderarrangementet. Det andre settet sylindre er anordnet for å trykk-kompensere stigerøret for endelokk-effekten (Eng. the end cap effect) til det innvendige trykket i stigerøret. Det andre settet sylindre er konfigurert slik at trykket inne i stigerøret virker på et stempelhode i sylindrene og motvirker endelokk-effekten fra trykket inne i stigerøret. Det andre settet sylindre har en stempelstang med et stempelhode og et sylinderhus henholdsvis forbindbare til den første rørdelen og den andre rørdelen, hvor én side av stempelhodet er i fluidkommunikasjon med det indre fluidet i stigerøret og kompenserer stigerørsskjøten for de innvendige trykkene inne i stigerøret. In one aspect of the invention it is possible to provide a pressure-compensated telescopic joint for risers in which there is a fluid under pressure. According to the invention, the telescopic joint can then be designed with a second set of cylinders in the cylinder arrangement. The second set of cylinders is arranged to pressure-compensate the riser for the end cap effect (Eng. the end cap effect) of the internal pressure in the riser. The second set of cylinders is configured so that the pressure inside the riser acts on a piston head in the cylinders and counteracts the end cap effect from the pressure inside the riser. The second set of cylinders has a piston rod with a piston head and a cylinder housing respectively connectable to the first pipe part and the second pipe part, where one side of the piston head is in fluid communication with the internal fluid in the riser and compensates the riser joint for the internal pressures inside the riser.

Det første settet sylindre og det andre settet sylindre kan i en utførelse ha samme lengde. The first set of cylinders and the second set of cylinders can in one embodiment have the same length.

Det første settet sylindre og det andre settet sylindre kan være anordnet ved siden av hverandre, rundt omkretsen til stigerøret. De kan også være anordnet med et flertall sylindre i hvert sett, alternerende rundt eller alternerende i grupper rundt omkretsen til rørdelene. I en utførelse kan i det minste ett av settene sylindre også være en ringromssylinder (eng. annular cylinder). Det første og andre settet sylindre kan være anordnet slik at de er plassert med det første settet radielt inne i det andre settet sylindre. Dette gir muligheten å fjerne det andre settet sylindre i tilfeller hvor stigerøret ikke utsettes for innvendig trykk, og å tilføye dem i tilfeller hvor det vil være innvendig trykk. The first set of cylinders and the second set of cylinders may be arranged next to each other, around the circumference of the riser. They may also be arranged with a plurality of cylinders in each set, alternating around or alternating in groups around the circumference of the pipe sections. In one embodiment, at least one of the sets of cylinders can also be an annular cylinder. The first and second sets of cylinders may be arranged so that they are positioned with the first set radially inside the second set of cylinders. This gives the possibility to remove the second set of cylinders in cases where the riser is not exposed to internal pressure, and to add them in cases where there will be internal pressure.

Ifølge et aspekt ved oppfinnelsen kan sylinderarrangementet være konfigurert slik at noen av sylindrene i ett sett sylindre, eller hele settet sylindre, kan fjernes eller tilføyes til den teleskopiske skjøten. Dette vil gi fleksibilitet i å tilpasse systemet til ulike vanndybder, eller med eller uten innvendig trykk inne i den teleskopiske skjøten. According to one aspect of the invention, the cylinder arrangement can be configured so that some of the cylinders in one set of cylinders, or the entire set of cylinders, can be removed or added to the telescopic joint. This will give flexibility in adapting the system to different water depths, or with or without internal pressure inside the telescopic joint.

Den teleskopiske skjøten kan også være utformet med et tvangsstyringssystem (Eng. override system) til å bli benyttet i situasjoner hvor det forventes store ytre krefter på systemet, det vil si å tilveiebringe et system som øker forbindelseskraften mellom de første og andre stigerørsdeler, det vil si den første rørdelen og den andre rørdelen. En slik situasjon kan eksempelvis være når stigerørsskjøten løftes gjennom skvalpesonen (Eng. the splash zone). Den teleskopiske skjøten kan være konfigurert slik at den forlenges eller kollapses til en endeposisjon. Den teleskopiske skjøten kan konfigureres til å bli mekanisk eller hydraulisk låst i en slik posisjon. Denne kan låses opp med fjernstyring eller for eksempel med en ROV, når i posisjon eller når det ikke lenger er behov for å låse skjøten. Dette tvangsstyrings systemet kan gjøres med separate sylindre eller med sylindrene som benyttes for å lese av det eksterne trykket eller sylindrene som trykk-kompenserer den teleskopiske skjøten. Disse sylindrene kan også være utformet med en fjernstyrt ventil i forbindelsen som muliggjør låsing av den teleskopiske skjøten i en posisjon ved å låse et fluid, fortrinnsvis væske, inne i sylindrene. The telescopic joint can also be designed with a forced control system (Eng. override system) to be used in situations where large external forces are expected on the system, i.e. to provide a system that increases the connection force between the first and second riser parts, that is say the first pipe section and the second pipe section. Such a situation can, for example, be when the riser joint is lifted through the splash zone (Eng. the splash zone). The telescopic joint can be configured to extend or collapse to an end position. The telescopic joint can be configured to be mechanically or hydraulically locked in such a position. This can be unlocked by remote control or, for example, with an ROV, when in position or when there is no longer a need to lock the joint. This forced control system can be done with separate cylinders or with the cylinders that are used to read the external pressure or the cylinders that pressure-compensate the telescopic joint. These cylinders can also be designed with a remotely controlled valve in the connection which enables locking of the telescopic joint in a position by locking a fluid, preferably liquid, inside the cylinders.

Et annet alternativ er å tilveiebringe et separat sylinder/ stempelarrangement som forbindes mellom de første og andre rørdelene, eller alternativt ved å benytte alle eller noen av det andre settet sylindre til denne funksjonen, eller plassere disse spesifikke sylindrene innimellom sylindrene i det første settet sylindre. Sylinderarrangementet som gir tvangsstyringssystemet fylles så med fluid og låses i en bestemt posisjon. Fluidet kan låses i sylindrene med ventilmidler som kan opereres ved fjernstyring. Det innelåste fluidet inne i sylindrene kan frigjøres til en aktiv mottaker (Eng. active receiver) med for eksempel 1 bar trykk eller til sjøen. Alternativt, kan en tilføre et tilleggstrykk til fluidet i sylinderen via en forbindelse til en trykksylinder med eksempelvis -700 bar trykk. Dette tvangsstyringssystemet kan omfatte et sett sylindre, inkludert én sylinder, men fortrinnsvis to eller flere separate sylindre for slik å gi systemet redundans. Another alternative is to provide a separate cylinder/piston arrangement that connects between the first and second pipe sections, or alternatively by using all or some of the second set of cylinders for this function, or placing these specific cylinders between the cylinders of the first set of cylinders. The cylinder arrangement that provides the forced steering system is then filled with fluid and locked in a specific position. The fluid can be locked in the cylinders with valve means that can be operated by remote control. The trapped fluid inside the cylinders can be released to an active receiver (Eng. active receiver) with, for example, 1 bar pressure or to the sea. Alternatively, additional pressure can be added to the fluid in the cylinder via a connection to a pressure cylinder with, for example, -700 bar pressure. This forced control system may comprise a set of cylinders, including one cylinder, but preferably two or more separate cylinders so as to give the system redundancy.

I et aspekt kan stigerørsskjøten omfatte en manifold tilpasset for fordeling av et fluid for å kompensere for det innvendige trykket inne i stigerøret til de ulike sylindrene i det andre settet sylindre. Videre kan manifolden omfatte i det minste et strømningsregulerende middel, hvilket strømningsregulerende middel kan tilpasses for å regulere til hvilken av sylindrene fluidet skal distribueres. De strømningsregulerende midlene kan da også benyttes under fjerning eller tilføying av sylindre til den teleskopiske skjøten. In one aspect, the riser joint may comprise a manifold adapted to distribute a fluid to compensate for the internal pressure within the riser to the various cylinders of the second set of cylinders. Furthermore, the manifold can comprise at least one flow regulating means, which flow regulating means can be adapted to regulate to which of the cylinders the fluid is to be distributed. The flow regulating means can then also be used during the removal or addition of cylinders to the telescopic joint.

I tillegg, eller alternativt, kan manifolden tilpasses for fordeling av det innvendige trykket inne i stigerøret til de ulike sylindrene i sylinderarrangementet, som har i det minste én boring i manifolden, som leder til én sylinder omfattende et flytende stempel og en stoppflate for det flytende stempelet. In addition, or alternatively, the manifold may be adapted to distribute the internal pressure within the riser to the various cylinders in the cylinder arrangement, which has at least one bore in the manifold, leading to one cylinder comprising a liquid piston and a stop surface for the liquid the stamp.

I et aspekt kan den teleskopiske stigerørsskjøten være anordnet i den nedre halvdelen av stigerøret. Ifølge en utførelse kan den være anordnet i nærheten av brønnhodet, muligens som en skjøt over brønnhodet. Den kan plasseres som en skjøt nært brønnhodet. In one aspect, the telescopic riser joint may be disposed in the lower half of the riser. According to one embodiment, it can be arranged near the wellhead, possibly as a joint above the wellhead. It can be placed as a joint close to the wellhead.

Antallet sylindre i det første settet sylindre og i det andre settet sylindre kan være justerbart. Antallet sylindre i et sett kan være én, to, tre, fire, fem eller et annet nummer høyere enn dette. Det kan være ulike antall i de forskjellige settene. Antallet sylindre i det første settet sylindre og i det andre settet sylindre kan være justerbart. Stigerørsskjøten kan for dette være forsynt med midler for forbindelse og frikopling av sylindrene i både det første settet og andre settet sylindre. Forbindelsesmidlene i det andre settet sylindre omfatter hurtigkoplinger, hvilke, når forbundet, også åpner en fluidforbindelse mellom sylinderen og fluidet inne i stigerørsskjøten. Hurtigkoplingene lukker fluidforbindelsen automatisk når en sylinder fjernes fra stigerørsskjøten. Det kan være ulike forbindelsesmidler for sylindrene i det første settet sylindre og det andre settet sylindre. The number of cylinders in the first set of cylinders and in the second set of cylinders can be adjustable. The number of cylinders in a set can be one, two, three, four, five or any number higher than this. There may be different numbers in the different sets. The number of cylinders in the first set of cylinders and in the second set of cylinders can be adjustable. The riser joint can therefore be provided with means for connecting and disconnecting the cylinders in both the first set and the second set of cylinders. The connecting means in the second set of cylinders comprise quick couplings which, when connected, also open a fluid connection between the cylinder and the fluid inside the riser joint. The quick couplings close the fluid connection automatically when a cylinder is removed from the riser joint. There may be different connecting means for the cylinders in the first set of cylinders and the second set of cylinders.

Kort beskrivelse av tegningene Brief description of the drawings

Fig. 1 viser en oversikt over en stigerørssystemkonfigurasjon. Fig. 1 shows an overview of a riser system configuration.

Fig. 2 viser en forenklet perspektivvisning av et første sett sylindre ifølge oppfinnelsen. Fig. 3 viser en perspektivvisning av et tvangsstyringssystem ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 shows a simplified perspective view of a first set of cylinders according to the invention. Fig. 3 shows a perspective view of a forced control system according to the invention.

Fig. 4 viser en alternativ utførelse av oppfinnelsen. Fig. 4 shows an alternative embodiment of the invention.

Fig. 1 viser en oversikt over en stigerørssystemkonfigurasjon inkludert undervannsutstyr forbundet til et stigerør, hvilket stigerør forløper gjennom en vannmasse opp til et flytende fartøy, hvor stigerøret er strukket ved bruk av et strekksystem forbundet til plattformen i én ende og til stigerøret i den andre enden. Maksimalt utslag for stigerøret er skissert på figuren. Fig. 2 viser en forenklet perspektivvisning av et første sett sylindre ifølge oppfinnelsen. Det første settet sylindre 32 kan omfatte én, to eller flere sylindre. I den viste utførelsen er sylindrene i det første settet sylindre 32 forsynt med i det minste én åpning 56 til sjøen i volumet 50 på den øvre siden av sylinderstempelet 51, og har et fluid på den nedre siden 52 av stempelet 51, det vil si i det tette kammeret. Alternativt kan sylinderstempelet 51 og sylinderen roteres 180 grader slik at åpningen 56 er anordnet på den nedre siden av stempelet 51 (som vist på fig. 4). Figuren viser at stempelstangen 57 er mekanisk linket til den første stigerørsdelen 8 og sylinderen er mekanisk linket til den andre stigerørsdelen 9. De første og andre rørdelene 8, 9 er forbindbare til første og andre stigerørsdeler (ikke vist). Når den teleskopiske stigerørsskjøten 4 strekkes (Eng. extending), vil både det eksterne trykket, for eksempel fra sjøvannet, virke på den øvre siden av sylinderstempelet 51 og "vakuum effekten" (-lavt trykk) fra det tette kammeret 52 på den nedre siden av stempelet 51 assistere i å tvinge de to rørdelene 8, 9 til en kollapset tilstand, det vil si at de tilveiebringer en kraft som virker mot separasjonskreftene i den teleskopiske stigerørsskjøten 4 som hivkompenserer stigerøret. Fig. 1 shows an overview of a riser system configuration including underwater equipment connected to a riser, which riser extends through a body of water up to a floating vessel, where the riser is stretched using a tensioning system connected to the platform at one end and to the riser at the other end . The maximum deflection for the riser is outlined in the figure. Fig. 2 shows a simplified perspective view of a first set of cylinders according to the invention. The first set of cylinders 32 may comprise one, two or more cylinders. In the embodiment shown, the cylinders in the first set of cylinders 32 are provided with at least one opening 56 to the sea in the volume 50 on the upper side of the cylinder piston 51, and have a fluid on the lower side 52 of the piston 51, that is in the tight chamber. Alternatively, the cylinder piston 51 and the cylinder can be rotated 180 degrees so that the opening 56 is arranged on the lower side of the piston 51 (as shown in Fig. 4). The figure shows that the piston rod 57 is mechanically linked to the first riser part 8 and the cylinder is mechanically linked to the second riser part 9. The first and second pipe parts 8, 9 are connectable to the first and second riser parts (not shown). When the telescopic riser joint 4 is extended, both the external pressure, for example from the sea water, will act on the upper side of the cylinder piston 51 and the "vacuum effect" (-low pressure) from the tight chamber 52 on the lower side of the piston 51 assist in forcing the two tube parts 8, 9 into a collapsed state, i.e. they provide a force which acts against the separation forces in the telescopic riser joint 4 which compensates for the heave of the riser.

Fig. 3 viser en perspektivvisning av et tvangsstyringssystem ifølge oppfinnelsen. Tvangsstyringssystemet kan benyttes i situasjoner hvor det forventes store eksterne krefter på systemet, det vil si å tilveiebringe et system som øker forbindelseskraften mellom de første og andre rørdelene 8, 9. Dette kan gjøres ved å tilveiebringe et separat sylinder/ stempelarrangement 40 mellom de første og andre rørdelene 8, 9, eller alternativt ved å benytte det andre settet sylindre, eller en kombinasjon av det andre settet sylindre og det separate sylinder/ stempelarrangementet 40 til denne funksjonen. Volumet 41 over stemplene 42 i tvangsstyringssylindrene 47 som utgjør det separate sylinder/ stempelarrangementet 40 fylles så med fluid og låses i en bestemt posisjon. Fluidet kan innelåses/ stenges i tvangsstyringssylindrene 47 ved bruk av en ventil (ikke vist) som kan fjernstyres. Det innelåste/stengte fluidet i sylindrene kan frigjøres til en aktiv mottaker 43 med for eksempel 1 bar trykk eller til sjøen 44. Ventiler 45, 46 kan være utformet mellom sjøen 44 og tvangsstyringssylindrene 47 og mellom den aktive mottakeren 43 og tvangsstyringssylindrene 47. Alternativt kan en tilføre et tilleggstrykk til fluidet i tvangsstyringssylindrene 47 via en forbindelse til en trykksylinder 48 med eksempelvis -700 bar trykk. Dette tvangsstyringssystemet kan omfatte et sett sylindre, inkludert én sylinder, men fortrinnsvis to eller flere separate sylindre for slik å gi systemet redundans. Fig. 3 shows a perspective view of a forced control system according to the invention. The forced control system can be used in situations where large external forces are expected on the system, i.e. to provide a system that increases the connection force between the first and second pipe parts 8, 9. This can be done by providing a separate cylinder/piston arrangement 40 between the first and other pipe parts 8, 9, or alternatively by using the second set of cylinders, or a combination of the second set of cylinders and the separate cylinder/piston arrangement 40 for this function. The volume 41 above the pistons 42 in the forced control cylinders 47 which make up the separate cylinder/piston arrangement 40 is then filled with fluid and locked in a specific position. The fluid can be locked/closed in the forced control cylinders 47 using a valve (not shown) which can be controlled remotely. The trapped/closed fluid in the cylinders can be released to an active receiver 43 with, for example, 1 bar pressure or to the sea 44. Valves 45, 46 can be designed between the sea 44 and the forced control cylinders 47 and between the active receiver 43 and the forced control cylinders 47. Alternatively, an add an additional pressure to the fluid in the forced control cylinders 47 via a connection to a pressure cylinder 48 with, for example, -700 bar pressure. This forced control system may comprise a set of cylinders, including one cylinder, but preferably two or more separate cylinders so as to give the system redundancy.

Fig. 4 viser en alternativ utførelse av oppfinnelsen, hvor sylinderarrangementet i den teleskopiske stigerørsskjøten har blitt rotert 180 grader. Stempelstangen 57 er i denne utførelsesformen mekanisk linket til den andre rørdelen 9 og sylinderen er mekanisk linket til den første rørdelen 8. Etter hvert som den teleskopiske stigerørsskjøten 4 strekkes, vil trykket fra sjøvannet som virker på den nedre siden av sylinderstempelet 51 og "vakuum effekten" fra det tette kammeret 52 på den øvre siden av stempelet 51 begge assistere i å tvinge de to rørdelene 8, 9 til en kollapset tilstand. Fig. 4 shows an alternative embodiment of the invention, where the cylinder arrangement in the telescopic riser joint has been rotated 180 degrees. In this embodiment, the piston rod 57 is mechanically linked to the second pipe part 9 and the cylinder is mechanically linked to the first pipe part 8. As the telescopic riser joint 4 is stretched, the pressure from the seawater acting on the lower side of the cylinder piston 51 and the "vacuum effect " from the sealed chamber 52 on the upper side of the piston 51 both assist in forcing the two pipe members 8, 9 into a collapsed condition.

Oppfinnelsen er heri forklart med referanse til de vedføyde tegningene. En fagmann på området vil forstå at det kan gjøres forandringer og modifikasjoner til denne utførelsen som er innenfor rammen av oppfinnelsen som definert i de vedlagte kravene. The invention is herein explained with reference to the attached drawings. A person skilled in the art will understand that changes and modifications can be made to this embodiment which are within the scope of the invention as defined in the attached claims.

Claims

1. Telescopic riser joint comprising: a first pipe part (8) and a second pipe part (9), comprising means for connection to a first riser part and a second riser part, respectively, which first and second pipe parts (8, 9) are overlapping and in use arranged to form part of a riser with an internal flow passage, a cylinder arrangement comprising a first set of cylinders (32), each cylinder having a piston rod (57) with a piston head and a cylinder housing, the piston rod (57) and the cylinder housing respectively being connected to one of the first tube part (8) or the second tube part (9), where one side of the piston head in use is in communication with external pressure which provides an axial force acting in the longitudinal direction of the riser, and the other side of the piston head faces a sealed chamber, where the first set of cylinders (32) is configured such that a fluid in the sealed chamber and a fluid on the other side of the piston head provide a resultant force which stretches it first te riser part and the second riser part, characterized in that the riser joint comprises a forced control system adapted to increase the connection force between the first riser part and the second riser part, and where the riser joint is arranged in the lower half of the riser.

2. Telescopic riser joint according to claim 1, where the riser joint further comprises a second set of cylinders, each cylinder having a piston rod with a piston head and a cylinder housing respectively connected to the first pipe part (8) and the second pipe part (9), and where one side of the piston head is in fluid communication with the internal fluid in the riser and compensates the telescopic riser joint for the internal pressures in the riser.

3. Telescopic riser joint according to claim 2, where the first set of cylinders (32) and the second set of cylinders are arranged next to each other, around the circumference of the riser.

4. Telescopic riser joint according to claims 1-3, where the riser joint comprises a manifold adapted to distribute the internal pressure inside the riser to the various cylinders in the cylinder arrangement, which has at least one bore in the manifold leading to one cylinder, comprising a floating piston and a stop surface for the floating piston.

5. Telescopic riser joint according to any of the preceding claims 2-4, wherein the number of cylinders in the first set of cylinders and in the second set of cylinders is adjustable.