NO342077B1

NO342077B1 - Depending LISTENING DEVICE

Info

Publication number: NO342077B1
Application number: NO20141287A
Authority: NO
Inventors: Gjermund Springgard; Øystein Luktvasslimo; Anders Ertsås
Original assignee: Aker Solutions As
Priority date: 2014-10-30
Filing date: 2014-10-30
Publication date: 2018-03-19
Also published as: GB2531931B; GB201518072D0; NO20141287A1; GB2531931A

Abstract

Det er beskrevet en avhengningsanordning (9) for å holde en rørstreng (6) som strekker seg gjennom et boregulv (3) til et bore-, produksjons- eller brønnvedlikeholdsanlegg, hvilke anordning innbefatter klembakker (11a, 11b; 12a, 12b) som er forskyvbare fra en løsgjort posisjon med rørstrengen (6) og en inngrepsposisjon med rørstrengen. Anordningen innbefatter minst to sett med klembakker (11a, 11b; 12a, 12b) med forskjellig indre diametere i inngrepsposisjonen.There is disclosed a suspension device (9) for holding a pipe string (6) extending through a drill floor (3) to a drilling, production or well maintenance facility, the device including clamping trays (11a, 11b; 12a, 12b) which are displaceable from a detached position with the pipe string (6) and an engagement position with the pipe string. The device includes at least two sets of clamping trays (11a, 11b; 12a, 12b) of different internal diameters in the engagement position.

Description

AVHENGNINGSANORDNING SUSPENSION DEVICE

Foreliggende oppfinnelse vedrører avhengningsanordninger for rørformede elementer, såkalte «opphengere» (spiders), det vil si rør- og ledningsgripere som er anpasset til å holde en rørformet streng som strekker seg gjennom et boregulv, typisk mens strengen blir montert eller demontert. The present invention relates to suspension devices for tubular elements, so-called "hangers" (spiders), i.e. pipe and wire grippers which are adapted to hold a tubular string that extends through a drill floor, typically while the string is being assembled or dismantled.

Vanligvis har det blitt brukt kiler for å holde rørstrengene midlertidig mens de monteres eller demonteres. Kilene er plassert mellom strengen og åpningen i boregulvet, gjennom hvilken strengen strekker seg, typisk i forbindelse med rotasjonsbordet. Typically, wedges have been used to hold the pipe strings temporarily while they are being assembled or dismantled. The wedges are placed between the string and the opening in the drill floor, through which the string extends, typically in connection with the rotary table.

Slike kiler er f.eks. kjent fra US 2006/225891, US 2014/131051 og WO 97/49944. Disse kilene er kun i stand til å gripe rør med samme diameter. En omstilling til å gripe rør med en annen diameter er tungvint og ville innebære at man må bytte ut de eksisterende kilene med et annet sett av kiler. Den koniske formen på åpningen i boregulvet begrenser sterkt hvor stor innvendig diameter kilene kan ha. Such wedges are e.g. known from US 2006/225891, US 2014/131051 and WO 97/49944. These wedges are only able to grip pipes of the same diameter. A conversion to grip pipes of a different diameter is cumbersome and would involve replacing the existing wedges with another set of wedges. The conical shape of the opening in the drill floor severely limits how large the internal diameter of the wedges can be.

I de senere år, i stedet for bruk av kiler eller andre avhengningsinnretninger plassert direkte på rotasjonsbordet, har imidlertid disse innretningene blitt erstattet av en anordning som vanligvis kalles en røravhenger (tubing spider). Avhengeren er anbragt på toppen av boregulvet og hviler på rotasjonsbordet. Den innbefatter klembakker som er glidbare parallelt med boregulvet for å gripe og holde selektivt rørstrengen mens et heiseverktøy eller tilsvarende blir brukt for å montere eller demontere en rørseksjon ved den øvre enden av rørstrengen. Avhengeren blir anvendt som avhengningspunkt for f.eks. hver stigerørkoblingsseksjon som skal kjøres mens den danner forbindelsen med den neste stigerørkoblingsseksjonen. In recent years, however, instead of using wedges or other suspension devices placed directly on the rotary table, these devices have been replaced by a device commonly called a tubing spider. The hanger is placed on top of the drilling floor and rests on the rotary table. It includes clamping jaws slidable parallel to the drill floor to selectively grip and hold the tubing string while a hoisting tool or the like is used to assemble or disassemble a tubing section at the upper end of the tubing string. The hanger is used as a suspension point for e.g. each riser connector section to be run while making the connection with the next riser connector section.

Enkelte operasjoner til havs krever imidlertid kjøring av forskjellige typer av f.eks. stigerørseksjoner, med varierende ytre diametere og/eller varierende avhengningsdiametere. Eksempler på slike operasjoner kan være kompletteringsoperasjoner som bruker et landingsstrengoppsett, det vil si et kompletteringsstigerør som kjøres i et marint stigerør, eller kjøring av spesielle stigerørslengder i en brønnoverhalingsoperasjon så som f.eks. strekk- eller sikkerhetskoblinger med en større ytre diameter enn et standard stigerør. I slike operasjoner vil avhengeren måtte endres i midten av operasjonen for å tillate kjøring av rør med forskjellige diameter, eller det vil måtte brukes kiler i tillegg til avhengeren. Certain operations at sea, however, require driving different types of e.g. riser sections, with varying outer diameters and/or varying suspension diameters. Examples of such operations can be completion operations that use a landing string setup, i.e. a completion riser that is run in a marine riser, or running special riser lengths in a well overhaul operation such as e.g. tension or safety couplings with a larger outer diameter than a standard riser. In such operations, the hanger will have to be changed in the middle of the operation to allow the running of pipes of different diameters, or wedges will have to be used in addition to the hanger.

Bytting mellom forskjellige typer avhengere og/eller splitteavhengere for å muliggjøre passering av avvikende ytre diametere til stigerørseksjoner, øker operasjonstiden og mulig HSE risiko. For å redusere operasjonstiden og HSE-utfordringene, blir det foreslått en avhenger som kan kjøre stigerørskjøteseksjon med varierende avhengningspunkter og diametere. Changing between different types of hinged and/or split hangers to enable the passage of deviating outer diameters to riser sections increases operating time and possible HSE risk. In order to reduce the operating time and the HSE challenges, a hanger is proposed that can drive riser joint section with varying hanger points and diameters.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer derved en spesiell avhenger som har minst to sett med klambakker med forskjellig inder diameter når klembakkene blir brakt sammen for å gripe en rørformet streng, som definert i det medfølgende krav 1. Ytterligere fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige patentkravene. The present invention thereby provides a special hanger having at least two sets of clamping jaws of different inside diameter when the clamping jaws are brought together to grip a tubular string, as defined in the accompanying claim 1. Further advantageous embodiments of the invention are set forth in the independent patent claims.

Oppfinnelsen vil nå bli detaljert forklart med henvisning til de medfølgende tegningene, hvor: The invention will now be explained in detail with reference to the accompanying drawings, where:

Figur 1 viser skjematisk avhengeren i henhold til oppfinnelsen plassert på en mobil boreenhet, Figure 1 schematically shows the hinge according to the invention placed on a mobile drilling unit,

Figur 2 viser avhengeren i henhold til foreliggende oppfinnelse i tverrsnitt i en helt åpen tilstand, Figure 2 shows the hanger according to the present invention in cross-section in a completely open state,

Figur 3 viser avhengeren i henhold til foreliggende oppfinnelse i tverrsnitt, mens den griper et rørlegeme med klembakkene med stor diameter, Figure 3 shows the hanger according to the present invention in cross-section, while it grips a pipe body with the clamping jaws of large diameter,

Figur 4 viser avhengeren i henhold til foreliggende oppfinnelse i tverrsnitt, mens den griper et rørlegeme med klembakkene med liten diameter, Figure 4 shows the hanger according to the present invention in cross-section, while it grips a pipe body with small diameter clamping jaws,

Figur 5 viser avhengeren i henhold til foreliggende oppfinnelse isometrisk i en helt åpen tilstand, Figure 5 shows the hinge according to the present invention isometrically in a completely open state,

Figur 6 viser avhengeren i henhold til foreliggende oppfinnelse isometrisk med klembakkene med stor diameter helt lukket, Figure 6 shows the hanger according to the present invention isometrically with the clamping jaws of large diameter completely closed,

Figur 7 viser avhengeren i henhold til foreliggende oppfinnelse isometrisk med klembakkene med liten diameter i helt lukket, Figure 7 shows the hanger according to the present invention isometrically with the clamping jaws of small diameter in fully closed,

Figur 8 er en planskisse som viser avhengeren i henhold til foreliggende oppfinnelse i en helt åpen tilstand, Figure 8 is a plan sketch showing the hinge according to the present invention in a completely open state,

Figur 9 er en planskisse som viser avhengeren i henhold til foreliggende oppfinnelse med klembakkene med stor diameter lukket. Figure 9 is a plan view showing the hanger according to the present invention with the large diameter clamping jaws closed.

Figur 10 viser avhengeren i henhold til foreliggende oppfinnelse isometrisk, med klembakkene med liten diameter helt lukket, Figure 10 shows the hanger according to the present invention isometrically, with the clamping jaws of small diameter completely closed,

Figur 11 viser avhengeren i henhold til foreliggende oppfinnelse isometrisk med en rørseksjon som holdes i et heiseverktøy, Figure 11 shows the hanger according to the present invention isometrically with a pipe section held in a lifting tool,

Figur 12 viser det samme som figur 11, men hvor klembakkene med liten diameter griper rørseksjonen, og Figure 12 shows the same as Figure 11, but where the small diameter clamping jaws grip the pipe section, and

Figur 13 viser det samme som figur 12, men med et stigerørkoblingsverktøy klar til å tilkoble en ytterligere rørseksjon. Figure 13 shows the same as Figure 12, but with a riser connection tool ready to connect a further pipe section.

Figur 1 viser skjematisk en mobil boreenhet (MODU) 1 med et boretårn 2 og et boregulv 3. Et rotasjonsbord 4 er anordnet rundt en åpning 5 i boregulvet 3. Et stigerør 6 strekker seg gjennom boregulvet 3 og ned til havbunnen 7. Stigerøret er avhengt i et spill 9. En avhenger 8 i henhold til oppfinnelsen er anordnet på toppen av rotasjonsbordet 4. Avhengeren 8 vil bli forklart mer detaljert under. Figure 1 schematically shows a mobile drilling unit (MODU) 1 with a derrick 2 and a drill floor 3. A rotary table 4 is arranged around an opening 5 in the drill floor 3. A riser 6 extends through the drill floor 3 and down to the seabed 7. The riser is suspended in a game 9. A hanger 8 according to the invention is arranged on top of the rotary table 4. The hanger 8 will be explained in more detail below.

Figurene 2, 5 og 8 viser avhengeren 8 i henhold til oppfinnelse i en helt tilbaketrukket tilstand, i henholdsvis tverrsnitt, isometrisk og plant. Avhengeren 8 hviler på toppen av rotasjonsbordet 4 via en lastring 10, som er anordnet i åpningen 5 i boregulvet 3. Lastringen 10 kan være en separat komponent eller være en del av rotasjonsbordet 4 eller en del av avhengeren 8. Lastringen 10 overfører belastninger fra avhengeren til rotasjonsbordet. Figures 2, 5 and 8 show the hanger 8 according to the invention in a completely retracted state, in cross section, isometric and planar, respectively. The hanger 8 rests on top of the rotary table 4 via a load ring 10, which is arranged in the opening 5 in the drill floor 3. The load ring 10 can be a separate component or be part of the rotary table 4 or a part of the hanger 8. The load ring 10 transfers loads from the hanger to the rotary table.

Avhengeren 8 i henhold til foreliggende oppfinnelse innbefatter to sett med klembakker; et sett med klembakker 11a, 11b med stor diameter, og et sett med klembakker 12a, 12b med liten diameter. Klembakkene 11a, 11b med stor diameter er anordnet nærmest boregulvet 3 og klembakene 12a, 12b med liten diameter er anordnet på toppen av klembakkene 11a, 11b med stor diameter. The hanger 8 according to the present invention includes two sets of clamping jaws; a set of clamping jaws 11a, 11b with a large diameter, and a set of clamping jaws 12a, 12b with a small diameter. The clamping jaws 11a, 11b with a large diameter are arranged closest to the drill floor 3 and the clamping jaws 12a, 12b with a small diameter are arranged on top of the clamping jaws 11a, 11b with a large diameter.

Som vist i figur 5, mottas klembakkene i spor 13, 14 i sideveggene 15 og de er horisontalt glidbare langs disse sporene. As shown in figure 5, the clamping jaws are received in grooves 13, 14 in the side walls 15 and they are horizontally slidable along these grooves.

Klembakkene 11a, 11b, 12a, 12b tilveiebringer to separate avhengningspunkter for rørseksjoner, som beskrevet nærmere under. I figurene 2, 5 og 8 har klembakkene blitt trukket helt tilbake slik at en komponent 16, så som et avlederhus eller en strekkobling festet til rørstrengen, kan passere gjennom åpningen 5 i boregulvet. Slike komponenter kan ha en ytre diameter som kun er litt mindre enn den indre diameteren til rotasjonsbordet 4. The clamping trays 11a, 11b, 12a, 12b provide two separate suspension points for pipe sections, as described in more detail below. In figures 2, 5 and 8, the clamping jaws have been pulled back completely so that a component 16, such as a diverter housing or a tension coupling attached to the pipe string, can pass through the opening 5 in the drill floor. Such components can have an outer diameter that is only slightly smaller than the inner diameter of the rotary table 4.

I figurene 3, 6 og 9, har klembakkene 11a, 11b med stor diameter blir beveget, f.eks. ved hjelp av hydrauliske sylinderarrangementer (ikke vist) mot hverandre. Dette danner en åpning gjennom avhengeren 8 med en diameter som er egnet for avhengning av en stigerørseksjon 17 med relativt stor diameter. In Figures 3, 6 and 9, the clamping jaws 11a, 11b with a large diameter are moved, e.g. using hydraulic cylinder arrangements (not shown) against each other. This forms an opening through the hanger 8 with a diameter that is suitable for hanging a riser section 17 with a relatively large diameter.

Stigerørseksjonen 17 har en skulder 18 (i dette tilfellet under en endeflens 19) som kan hvile på klembakkene11a, 11b. Klembakkene 11a, 11b vil i sin tur hvile på lastringen 10. I denne konfigurasjonen av oppfinnelsen, blir klembakkene 12a, 12b med liten diameter trukket radielt tilbake for å gi en minimumsåpning så stor som den indre diameteren til lastringen 10. The riser section 17 has a shoulder 18 (in this case under an end flange 19) which can rest on the clamping trays 11a, 11b. The clamping jaws 11a, 11b will in turn rest on the load ring 10. In this configuration of the invention, the small diameter clamping jaws 12a, 12b are retracted radially to provide a minimum opening as large as the inner diameter of the load ring 10.

Som vist i figurene 6 og 9 har klembakkene 11a, 11b med stor diameter utsparinger de endene som vender mot hverandre. Dette for å huse ytre ledninger som kan være klemt fast på utsiden av en rørstreng. As shown in Figures 6 and 9, the clamping jaws 11a, 11b have large diameter recesses at the ends which face each other. This is to accommodate external cables that may be clamped on the outside of a pipe string.

Når en rørseksjon 20 med mindre diameter, så som et brønnoverhalingsstigerør, kompletteringsstigerør, foringer eller borerør, skal henges opp, blir klembakkene 12a, 12b med liten diameter beveget mot hverandre, som vist i figurene 4, 7 og 10. Den forutbestemte diameteren til åpningen dannet av disse klembakkene 12, 12b, som er betydelig mindre enn den store diameteren som dannes av klembakkene 11a, 11b med stor diameter, er anpasset til å gripe en skulder 21 på rørseksjonen 20. When a smaller diameter pipe section 20, such as a well workover riser, completion riser, casing or drill pipe, is to be suspended, the small diameter clamping jaws 12a, 12b are moved toward each other, as shown in Figures 4, 7 and 10. The predetermined diameter of the opening formed by these clamping jaws 12, 12b, which is considerably smaller than the large diameter formed by the large diameter clamping jaws 11a, 11b, is adapted to grip a shoulder 21 on the pipe section 20.

Klembakkene blir forskjøvet, f.eks. med hydrauliske sylinderarrangementer (ikke vist) og klembakkene 12a, 12b kan gli på toppen av klembakkene 11a, 11b med stor diameter eller i sporene 14 vist i figurene 5 – 7. Belastningen på klembakkene 12a, 12b blir overført til klembakkene 11a, 11b med stor diameter og derfra til lastringen 10. The clamping jaws are shifted, e.g. with hydraulic cylinder arrangements (not shown) and the clamping jaws 12a, 12b can slide on top of the large diameter clamping jaws 11a, 11b or in the grooves 14 shown in Figures 5 - 7. The load on the clamping jaws 12a, 12b is transferred to the large diameter clamping jaws 11a, 11b diameter and from there to the load ring 10.

Hver av klembakkene 12a, 12b bærer også halvdelen av en krageseksjon 22 som, når klembakkene er bragt sammen dammer en sylindrisk del med en forutbestemt ytre diameter. Betydningen av dette vil bli forklart under. Each of the clamping jaws 12a, 12b also carries half of a collar section 22 which, when the clamping jaws are brought together, dams a cylindrical part with a predetermined outer diameter. The significance of this will be explained below.

Figur 11 viser avhengeren 8 i henhold til oppfinnelsen, gjennom hvilken det strekker seg en rørseksjon 20 med relativt liten diameter. Rørseksjonen 20 henger i et heiseverktøy 23, som griper seksjonen 20 under en krage 24 (se figur 4). Figure 11 shows the hanger 8 according to the invention, through which a pipe section 20 with a relatively small diameter extends. The pipe section 20 hangs in a lifting tool 23, which grips the section 20 under a collar 24 (see figure 4).

I figur 12 har klembakkene 12a, 12b med liten diameter blitt ført sammen rundt rørseksjonen 20. Heiseverktøyet 23 blir senket og kragen 22 til klembakkene 12a, 12b blir mottatt i et rørformet rom mellom heiseverktøyet 23 og rørseksjonen 20. Derved kan den øvre kanten til kragen 22 mottas av en skulder 21til rørseksjonen 20. Hver halvdel av kragen 22 er fortrinnsvis boltet til klembakkene 12a, 12b med et mangfold bolter 26. Derved kan kragen 22 byttes ut med en annen krage eller av en plan gripeplate, i henhold til behov. In Figure 12, the clamping jaws 12a, 12b of small diameter have been brought together around the pipe section 20. The lifting tool 23 is lowered and the collar 22 of the clamping jaws 12a, 12b is received in a tubular space between the lifting tool 23 and the pipe section 20. Thereby the upper edge of the collar can 22 is received by a shoulder 21 to the pipe section 20. Each half of the collar 22 is preferably bolted to the clamping jaws 12a, 12b with a plurality of bolts 26. Thereby, the collar 22 can be replaced by another collar or by a flat gripping plate, as required.

Figur 13 viser rørseksjonen 20 hengende i klembakkene 12a, 12b og stigerørskoblingsverktøy 25 anordnet rundt den øvre delen av rørseksjonen for å tilkoble en ytterligere seksjon 26 til den første rørseksjonen 20. Figure 13 shows the pipe section 20 hanging in the clamp trays 12a, 12b and riser connection tool 25 arranged around the upper part of the pipe section to connect a further section 26 to the first pipe section 20.

Over er det beskrevet en avhenger som har to sett med klembakker. Det ligger innen oppfinnelsens omfang å anordne ytterligere sett med klembakker, fortrinnsvis i et lagdelt arrangement, et sett med klembakker på toppen av et annet. Hvert sett med klembakker kan også innbefatte mer en to klembakker som blir beveget til inngrep med rørstrengen fra forskjellige retninger. Above is described a hinge that has two sets of clamping jaws. It is within the scope of the invention to arrange further sets of clamping jaws, preferably in a layered arrangement, one set of clamping jaws on top of another. Each set of clamping jaws may also include more than two clamping jaws which are moved to engage the pipe string from different directions.

Claims

Patent requirements

1.

Suspension device (8) for holding a pipe string (6) that extends through a drilling floor (3) in a drilling, production or well maintenance facility (1), which device includes clamping jaws (11a, 11b; 12a, 12b), which are linearly displaceable across the axis of the pipe string (6), from an engaging position where the pipe string (6) hangs from the suspension device (8) and a non-engaging position with the pipe string (6), characterized in that the device includes at least two sets of clamping jaws (11a, 11b; 12a, 12b) with different inner diameters in the engagement position, and that the two sets of clamping jaws (11a, 11b; 12a, 12b) are arranged so that a second set of clamping jaws (12a, 12b) is arranged over a first set of clamping jaws (11a, 11b).

2.

Suspension device according to claim 1, characterized in that the second set (12a, 12b) of clamping jaws is adapted to rest on the first set (11a, 11b) of clamping jaws when the second set of clamping jaws engages a pipe string (6) .

3.

Suspension device according to claim 2, characterized in that the clamping jaws (11a, 11b; 12a, 12b) are guided in grooves (13, 14) placed in side walls (15) which extend in the direction of movement of the clamping jaws (11a, 11b; 12a, 12b).

4.

Suspension device according to any of the preceding claims, characterized in that each set of clamping jaws (11a, 11b; 12a, 12b) includes two opposing clamping jaws.

Suspension device according to any one of the preceding claims 1 - 4, characterized in that the clamping jaws in the second set (12a, 12b) of clamping jaws include a collar (22) extending upwards, which collar (22) has an inner diameter which is slightly larger than the outer diameter of the engagement surface of the pipe string (6) and an outer diameter that is smaller than the inner diameter of a hoisting tool (23) used for lifting an upper section of the pipe string (6).