NO340232B1

NO340232B1 - Fôringsrørhengermontasje

Info

Publication number: NO340232B1
Application number: NO20082785A
Authority: NO
Inventors: Frank C Adamek; David Mcguckien; Jim Sinnott
Original assignee: Vetco Gray Inc
Priority date: 2007-06-18
Filing date: 2008-06-17
Publication date: 2017-03-20
Also published as: NO340819B1; NO20082785L; NO20170064A1

Description

Oppfinnelsen angår en fdringsrørhengermontasje, slik det framgår av den innledende del av patentkrav 1.

Bakgrunn

Muligheten for å spenne foringsrør eller produksjonsrør etter en tilbakekopling av foringsrøret eller produksjonsrøret til et undersjøisk brønnhode eller en havbunnhenger er vanskelig å gjennomføre når slik spenning må etableres under kontroll av brønnutblåsning. Som et resultat av dette kan justerbare systemer med foringsrørhengere eller produksjonsrørhengere være uoverkommelig kostbare og urimelig komplekse. De foreliggende eksemplene på utførelsesformer av oppfinnelsen er rettet mot i det minste minimering av noen av begrensningene og ulempene med konvensjonelle systemer for oppheng av foringsrør eller produksjonsrør.

US patentskrift 4,794,988 beskriver et brønnhodeapparat for bruk ved tilbakekopling av foringsrør fra en undersjøisk konstruksjon til en overflatekonstruksjon.

Oppfinnelsen

Oppfinnelsen framgår av den karakteriserende del av patentkrav 1. Ytterligere fordelaktige trekk framgår av de tilhørende uselvstendige kravene.

Figurer

Figur 1 er ei skjematisk skisse som viser et foringsrør som spennes mellom et undersjøisk brønnhode og et overflatebrønnhode i henhold til den foreliggende oppfinnelsen.

Figur 2 er ei delsnittskisse av overflatebrønnhodet og foringsrørhengeren i systemet vist i figur 1,

og er vist i en posisjon som holder foringsrøret i spenning.

Figur 3 er ei delsnittskisse av foringsrørhengermontasjen i figur 2, vist i en forberedende posisjon. Figur 4 er ei snittskisse av foringsrørhengermontasjen i figur 2, med det ytre huset av foringsrørhengermontasjen rotert nedover for å støtte spenning i foringsrøret. Figur 5 er ei snittskisse av foringsrørhengermontasjen lik den i figur 4, men viser en låsering som er slått ut i inngrep med overflatebrønnhodet for å hindre oppadrettet bevegelse av foringsrørhengeren. Figur 6 er ei perspektivskisse av en del av en aktivatorring av foringsrørhengermontasjen vist i figur 2-5. Figur 7 er ei delsnittskisse som viser deler av et setteverktøy for foringsrørhengermontasjen vist i figur 2-5.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Med henvisning til figur 1, har en brønn en undersjøisk brønnhodemontasje som i dette eksemplet omfatter et hus 11 på havbunnen lokalisert ved den øvre enden av et lederør med stor diameter som rager ned i brønnen. En undersjøisk foringsrørhenger 13 er landet i huset 11 for å holde en første streng med foringsrør som rager ned i brønnen. En annen foringsrørhenger (ikke vist) kunne eretter være landet i foringsrørhengeren 13 for å holde en andre streng med foringsrør. Ekstra strenger med foringsrør kan bæres på tilsvarende måte. Med en undersjøisk havbunnkomplettering som illustrert her, vil ikke foringsrørhengeren 13 tette til huset 11, og den ekstra foringsrørhengeren vil ikke tette mot den undersjøiske foringsrørhengeren 13. Huset 11 kan alternativt omfatte et undersjøisk brønnhodehus der foringsrørhengerne landes og tettes i huset.

En plattform 19 er forbundet med den undersjøiske brønnhodemontasjen via et lederør 15, som er koplet tilbake til det undersjøiske huset 11 og rager oppover til en overflatebrønnhodemontasje på brønndekket 19 av plattformen. I dette eksemplet støttes plattformen på ben som rager ned til havbunnen, og brønndekket 19 er på denne måten festet og blir ikke utsatt for bølgebevegelser. Overflatebrønnhodemontasjen omfatter et hus 17 lokalisert ved den øvre enden av lederøret 15 og bæres av brønndekket 19. Et foringsrørhode eller hus 21 er festet på overflatehuset 17. Foringsrørhodet 21 har i denne utførelsesformen et flertall uttrekkbare belastningsskuldre 23, men faste belastningsskuldre kan også anvendes. En utblåsningssikring 25 (BOP) er vist koplet til den øvre enden av foringsrørhodet 21. Ekstra foringsrørhoder og et produksjonsrørhode kan være lokalisert mellom foringsrørhodet 29 og BOP 25. BOP 25 er lokalisert under et boredekk 27 på lattformen 19. Etter at brønnen er komplettert, blir BOP 25 fjernet og et produksjonstre blir installert.

Figur 1 viser også en streng med foringsrør 29 som er tilbakekoplet fra den undersjøiske foringsrørhengeren 13 til overflatebrønnhodet 21. En foringsrørhenger 31 er lokalisert ved den øvre enden av foringsrøret 29 for å støtte foringsrøret 29 på belastningsskuldre 23 av foringsrørhodet 21. Et setteverktøy 33 er festet til en settestreng 34 som kjører foringsrøret 29.

av spenning på foringsrøret 29. Operatøren vil deretter forårsake at setteverktøyet 33 roterer hengeren 31 nedover på belastningsskuldrene 23 og samtidig holde foringsrøret 29 i spenning. Etter at foringsrørhengeren 31 er kommet i kontakt med belastningsskuldrene 23, kan operatøren fjerne setteverktøyet 33, og foringsrørhengeren 31 vil bære foringsrøret 29 med denønskede grad av spenning. Oppgaven med å sette overflateforingsrørhengeren 31 på belastningsskuldrene 23 med denønskede grad av spenning i foringsrøret 29 håndteres fjernt fra riggdekket 27 gjennom utblåsningssikringen 25 som forklart nedenfor.

Med henvisning til figur 2, er det illustrert flere detaljer ved montasjen av foringsrørhengeren 31

vist med foringsrørhengeren 31 i en montert posisjon med spenning. Figur 2 viser også tre indre strenger 35, hvorav to med foringsrør og ett med produksjonsrør, som også bæres og spennes av tilsvarende mekanismer som ikke er vist og som er lokalisert over foringsrørhodet 21. Foringsrørhengeren 31 har gjenger på dens nedre ende som er festet til foringsrøret 29. Foringsrørhengeren 31 har innvendige gjenger 37 på sin øvre ende som er i inngrep av setteverktøyet 33 (figur 1) for å bære foringsrørhengeren 31. Den øvre enden av foringsrørhengeren 31 er tykkere enn dens nedre del og har en nedadrettet skulder 39 på utsiden. Et sett med utvendige gjenger 41 er lokalisert like under skulderen 39 og rager nedover til hovedsakelig den nedre enden av foringsrørhengeren 31. En stoppring 43 kan være festet til de utvendige gjengene 41 ved den nedre enden. Stoppringen 43 har en bruddskrue for å holde stoppringen 43 ved en ønsket ikke-roterende posisjon på gjengene 41.

Montasjen med foringsrørhenger 31 omfatter et rørformet ytre hus 45 som har innvendige gjenger som festes til utvendige gjenger 41. Det ytre huset 45 kan roteres mellom en nedre posisjon vist i figur 2, med sin nedre ende i kontakt med stoppringen 43, og en øvre posisjon med sin øvre ende i kontakt med skulderen 39, vist i figur 3. Det ytre huset 45 har en nedre konisk del

som hviler på uttrekkbare belastningsskuldre 23 når de beveges innover som vist i figur 4. Det ytre huset 45 overfører på denne måten vekten og spenningen i foringsrøret 29 til belastningsskuldrene 23.

I denne utførelsesformen er det også forsynt midler for å hindre eventuell oppadrettet bevegelse av foringsrørhengeren 31 grunnet termisk ekspansjon eller uventet brønntrykk. I dette eksemplet

omfatter midlene en splittring 47 som bæres på utsiden av det ytre huset 45. I starten er splittringen 47 inntrukket til posisjonen vist i figur 3. I den ekspanderte posisjonen vist i figur 5, er splittringen i inngrep med en tilpassende formet sporprofil 49 formet i kanalen av foringsrørhodet 21.

Foringsrørhengermontasjen omfatter en aktivatorring 51 som har to funksjoner: der funksjonene består i å overføre rotasjon til det ytre huset 45 samt tvinge splittringen 47 til inngrep med profilen 49. Aktivatorringen 51 har en avfaset utside som passer overens med en avfaset overflate på den indre diameteren av splittringen 47, slik at den beveges utover når aktivatorringen 51 skyves nedover. Et flertall momentkiler 53 (bare en er vist) er lokalisert i motsvarende spor i den indre diameter av aktivatorringen 51 og på den utvendige diameter av det ytre huset 55. Momentkilene 53 overfører rotasjonsbevegelse av aktivatorringen 51 til det ytre huset 45. En holdering 57 er festet til en øvre del av det ytre huset 45 for å holde momentkilene 53 og aktivatorringen 51 på det ytre huset 45.

Figur 2 viser også en avstandsring 59 som rager mellom den øvre enden av aktivatorringen 51 og en konvensjonell tetningsmontasje 61. Tetningsmontasjen 61 kan for eksempel være en metall-til-metall-tetning som tetter mellom den utvendige diameter av den øvre delen av foringsrørhengeren 31 og kanalen i foringsrørhodet 21. Tetningsmontasjen 61 installeres på vanlig måte etter at det ytre huset 45 er satt i posisjonen i figur 5.

Med henvisning til figur 6, har aktivatorringen 51 midler for mottak av moment overført fra setteverktøyet 33 (figur 1). Dette midlet omfatter en rekke knaster 63 arrangert i form av en krone på den øvre enden. Hver knast 63 er et delvis sylinderformet segment adskilt av uttak 65 fra den tilgrensende knast 63. Aktivatorringen 51 har dessuten fortrinnsvis et flertall spor 67 formet på

den indre diameter av hver knast 63. Spor 67 setter en operatør i stand til å føre inn et uttrekksverktøy for å trekke aktivatorringen 51 oppover fra posisjonen vist i figur 2 for å sette splittringen 47 i stand til å trekkes ut for uttrekking av hengeren 31, om ønskelig.

Med henvisning til figur 3, som er ei skisse av det ytre huset 45 i en innsettingsposisjon, holder fortrinnsvis en eller flere bruddtapper 69 ringen 51 frigjørbart i den øvre posisjonen.

Bruddtappene 69 rager gjennom aktivatorringen 51 inn til det ytre huset 45. Splittringen 47 er vendt innover og kan holdes mot rotasjon ved hjelp av antirotasjonstapper 71, vist i figur 3. Ei momentmuffe 73 på setteverktøyet 31 (figur 1) glir mellom den utvendige diameter av den øvre del av foringsrørhengeren 31 og kanalen i foringsrørhodet 21 samt mellom holderingen 57 og kanalen i foringsrørhodet 21. Momentmuffa 73 rager inn til inngrep med knaster 63 (figur 3) for å rotere aktivatorringen 51 og det ytre huset 45.

Figur 7 illustrerer ett eksempel på et setteverktøy 33, og viser momentmuffa 73 med knaster 75 på sin nedre ende som griper inn med knaster 63 (figur 6) på aktivatorringen 51. Momentmuffa 73 er festet til et beskyttende dekselorgan 77 med gjenger 78. Et endedeksel 79 er lokalisert inne i den indre diameter av momentmuffa 73 like under dekslet 77. Endedekslet 79 og momentmuffa 73 har momentkiler 81 som passer overens for overføring av rotasjonsbevegelse av endedekslet 79 til momentmuffa 73. Momentkilene 81 tillater at momentmuffa 73 beveges vertikalt i forhold til endedekslet 79. Endedekslet 79 er festet med gjenger 83 til et indre støttehus 85. Det indre støttehuset 85 bæres av en spindel eller nav 87. Øvre og nedre lagre 89 tilrettelegger for rotasjonsbevegelse av det indre støttehuset 85 i forhold til spindelen 87. En holdering 91 er festet med gjenger til navet 87 over det øvre settet med lagre 89 for å holde det indre støttehuset 85 med navet 87.

Et drevet gir 93 er montert nær den øvre enden og på den indre diameter av indre støttehus 85. Giret 93 er i inngrep med et drevet gir 95. Giret 95 er montert på en aksel 97 av en momentenhet 99. Momentenheten 99 kan omfatte en girboks og er montert stasjonært på navet 8 ved hjelp av gjenger samt en anti-rotasjonstapp 101. Momentenheten 99 er drevet av en motor 103. Motoren 103 kan være elektrisk eller hydraulisk og forårsaker rotasjon av giret 95, som igjen fører til rotasjon av momentmuffa 73 i forhold til navet 87. Effekt tilføres til motoren 103 fra overflata.

Navet 87 er et rørformet organ med en nedre del som oppviser gjenger 105. Gjengene 105 griper inn med innvendige gjenger 37 (figur 2) på foringsrørhengeren 31 for å støtte foringsrørhengeren 31 og foringsrøret 29. Den øvre enden av navet 105 er gjenget opp for å festes til settestrengen 34

(figur 1). Momentmuffa 73 er lokalisert mellom den ytre diameter av foringsrørhengeren 31 og den indre diameter av foringsrørhodet 21. Knaster 75 griper inn med knaster 63 (figur 6) på aktivatorring 51.

Som angitt foran, etter rotasjon av momentmuffa 73, vil setteverktøyet 33 slå momentmuffa 73 nedover for å skyve aktivatorring 51 fra den øvre posisjonen i figur 3 til den nedre posisjonen i figur 5. Denne bevegelsen håndteres hydraulisk uten verken vertikal eller rotasjonsmessig bevegelse av settestrengen 34 (figur 1). En hydraulisk fluidpassasje 107 er forbundet med en tilførselsledning for trykksatt hydraulikkfluid (ikke vist) og rager ned gjennom navet 87. Passasjen 107 løper gjennom det indre støttehuset 85 til et kammer 109. Kammeret 109 er på sin nedre ende forsynt med et stempelorgan 111 formet på den indre diameter av momentmuffa 73. Den øvre enden av kammeret 109 er definert av endedekslet 79. Stempelorganet 111 vil i starten være i en øvre posisjon inne i kammeret 109 og beveges nedover til den nedre posisjonen vist når det tilføres hydraulisk trykk til passasjen 107.

Under drift, med henvisning til figur 1, når operatøren ønsker å kople tilbake og spenne foringsrøret 29, vil operatøren dra til strengen med foringsrør 29 og feste foringsrørhengeren 31. Operatøren kopler setteverktøyet 33 til foringsrørhengeren 31 ved å rotere setteverktøyet 33 i forhold til foringsrørhengeren 31 for å gripe inn med gjenger 37 (figur 2). Det ytre huset 45 vil være i den øvre posisjonen vist i figur 3 med sin øvre ende liggende an mot foringsrørhengerens skulder 39. Operatøren fester settestrengen 34 til den øvre enden av setteverktøyet 33 og senker montasjen som illustrert i figur 1 inntil tilbakekoplingsorganet på den nedre enden av foringsrøret 29 kontakter den undersjøiske foringsrørhenger 13. Operatøren roterer hele montasjen ved å rotere settestrengen 34 og forårsake at foringsrøret 29 roteres for å feste tilbakekoplingen til den undersjøiske foringsrørhenger 13.

Etter foringsrøret 29 (figur 1) har blitt tilbakekoplet, trekker operatøren en ønsket spenning på foringsrør 29 ved å trekke settestrengen 34 oppover (figur 1), som vist i figur 3. Uttrekkbare belastningsskuldre 34 vil på dette tidspunktet etter all sannsynlighet fremdeles være tilbaketrukket. Etter at spenning har blitt påført, vil operatøren strekke belastningsskuldrene 23 til denønskede posisjon i figur 4. Stoppringen 43 vil være distansert under belastningsskuldrene 23. Operatøren vil deretter rotere momentmuffa 73, som igjen forårsaker at aktivatorring 51, splittring 47 og ytre hus 45 roterer sammen. Operatøren forårsaker rotasjonen ved å tilføre effekt til motoren 103 (figur 7), som roterer giret 95. Giret 95 roterer giret 93, som forårsaker at det indre støttehuset 85 roterer. Momentmuffa 73 roteres med det indre støttehuset 85 og forårsaker rotasjon av det ytre huset 45 gjennom inngrepet med knastene 63 (figur 6) på aktivatorring 51 (figur 4). Denne rotasjonen forårsaker at gjengene 41 beveger det ytre huset 45 nedover inntil det kommer i kontakt med belastningsskuldrene 23 som vist i figur 4.

Etter rotasjon av foringsrørhengerens ytre hus 45 til inngrep med belastningsskuldre 23, vil operatøren slå aktivatorring 51 nedover for å skyve splittringen 47 inn i profilen 49, som vist i figur 5. Operatøren håndterer denne bevegelsen ved å tilføre hydraulisk trykk til passasjen 107, som virker på stemplet 111 og driver det nedover.

Operatøren vil deretter frigjøre setteverktøyet 33 fra foringsrørhenger 31 og trekke det ut. For frigjøring, blir navet 87 rotert i forhold til foringsrørhengeren 31for å skru opp gjengekoplingen 105. Dette kan utføres uten inntrekking av momentmuffa 73 fordi navet 87 er roterbart i forhold til momentmuffa 73. Operatøren kjører deretter inn og setter tetningsmontasjen 61 (figur 2). Operatøren gjentar prosessen for andre foringsrørstrenger og produksjonsrør.

Claims

1. Foringsrørhengermontasje for oppheng av en streng med foringsrør (29) på innsiden av et hus som omfatter en innvendig sporformet profil (49) og en indre belastningsskader (23),karakterisert ved et rørformet foringsrør (29) som omfatter en øvre ende som omfatter innvendige gjenger (37) for frigjørbar sammenkopling av foringsrørhengeren (31) til et setteverktøy (33) og en nedre ende tilpasset for tilkopling til en øvre ende av strengen med foringsrør (29), et rørformet ytre hus (45) koplet bevegbart til en utvendig overflate av den rørformede foringsrørhengeren (31) som omfatter en avfaset utvendig overflate ved en nedre ende for inngrep med den innvendige belastningsskulderen (23) på huset (45), en splittring (47) koplet bevegbart til en utvendig overflate av det rørformede ytre huset (45) som omfatter en avfaset indre diameter og en utvendig sporformet profil (49) som er utformet for å passe overens med den innvendige sporprofilen (49) på huset (45), og en aktivatorring (51) koplet frigjørbart til en utvendig overflate av det rørformede ytre huset (45)Dm omfatter en avfaset ytre diameter ved en nedre ende for inngrep med den avfasede indre diameter av splittringen (47) og en eller flere knaster (63) ved en øvre ende for frigjørbart inngrep med setteverktøyet (33).

2. Montasje ifølge krav 1,karakterisert vedat en stoppring (43) er koplet frigjørbart til en utvendig overflate av den rørformede foringsrørhengeren (31) for å begrense forskyvning av det rørformede ytre huset (45) til den rørformede foringsrørhengeren (31).

3. Montasje ifølge krav 1,karakterisert vedat en eller flere momentkiler (53) koplet til en utvendig overflate av det rørformede ytre huset (45) og koplet bevegbart til en indre overflate av aktivatorringen (51) for overføring av moment fra det rørformede ytre huset (45) til aktivatorringen (51).

4. Montasje ifølge krav 3,karakterisert vedat en holdering (57) er koplet til en utvendig overflate av den rørformede foringsrørhengeren (31) for å holde momentkilene (53) til det rørformede ytre huset (45).

5. Montasje ifølge krav 3,karakterisert vedat aktivatorringen (51) omfatter et flertall knaster (63) distansert langs omkretsen ved en øvre ende for overføring av moment fra setteverktøyet (33) til aktivatorringen (51).

6. Montasje ifølge krav 1,karakterisert vedat knastene (63) ved den øvre enden av aktivatorringen (51) omfatter innvendige gjenger.

7. Montasje ifølge krav 1,karakterisert vedat den omfatter en eller flere bruddtapper (69) koplet til en utvendig overflate av den rørformede foringsrørhengeren (31) for å holde aktivatorringen (51) frigjørbart i en øvre posisjon relativt til den rørformede foringsrørhengeren (31).

8. Montasje ifølge krav 1,karakterisert vedat en avstandsring (59) er koplet bevegbart til en utvendig overflate av den rørformede foringsrørhengeren (31) og omfatter en nedre ende koplet til knastene (63) ved den øvre enden av aktivatorringen (51), og en rørformet tetningsmontasje (61) som omfatter en nedre ende koplet til en øvre ende av avstandsringen (59) og en øvre ende som er tilpasset for frigjørbar tilkopling til setteverktøyet (33).

9. Montasje ifølge krav 1,karakterisert vedat en eller flere tapper koplet til en utvendig overflate av den rørformede foringsrørhengeren (31) og koplet bevegbart til splittringen (47) for å hindre rotasjon av splittringen (47) i forhold til den rørformede foringsrørhengeren (31).