NO342274B1

NO342274B1 - Ventiltrehette for et undervanns ventiltre samt en fremgangsmåte for installering av en ventiltrehette

Info

Publication number: NO342274B1
Application number: NO20091221A
Authority: NO
Inventors: David Baskett
Original assignee: Aker Solutions Inc
Priority date: 2006-10-16
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2018-04-30
Also published as: WO2008127371A3; BRPI0717643B1; AU2007351426B2; NO20091221L; US20080087436A1; CA2666163C; GB2456078B; GB2456078A; WO2008127371A2; GB0904270D0; BRPI0717643A2; US7677319B2; CA2666163A1; AU2007351426A1

Abstract

En opphentbar ventiltrehette til bruk på et undervanns ventiltre som har en konsentrisk boring. Undervanns ventiltrehetten kan installeres og hentes opp ved bruk av en fjernstyrt farkost. Hydraulisk trykk kan brukes til å låse ventiltrehetten på undervanns ventiltreet og til å sette ventiltrehettetetningene. Ventiltrehetten låses på undervanns ventiltreet før setting av tetningene inne i den konsentriske boring. Ventiltrehetten inkluderer et låsemiddel som kan gå i inngrep med en profil inne i undervanns ventiltreet uten hensyn til den radiale orientering av ventiltrehetten. Ventiltrehetten kan brukes til å isolere en ringromsboring fra produksjonsboringen i undervanns ventiltreet hydraulisk. Ventiltrehetten kan sørge for innsprøyting av en korrosjonsinhibitor inne i et hulrom i ventiltrehetten, og kan også sørge for fjerning av vann som er innestengt mellom ventiltrehetten og undervanns ventiltreet.

Description

KRYSSREFERANSE TIL BESLEKTET SØKNAD

Denne søknad krever prioritet fra US foreløpig søknad nr.60/852.024 med tittel ”SUBSEA ROV RETRIEVABLE TREE CAP”, innlevert 16. oktober 2006, av David Baskett, hvilken innlemmes heri i sin helhet.

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

Oppfinnelsens område

Den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt en opphentbar ventiltrehette til bruk på et ”konvensjonelt” eller ”vertikalt” undervanns ventiltre med konsentrisk boring. Ventiltrehetten kan installeres og hentes opp ved anvendelse av en fjernstyrt farkost (remote operated vehicle, ROV). Ventiltrehetten kan inkludere et flytende materiale, så som et syntaktisk skum, for å redusere den neddykkede vekt av ventiltrehetten. Det flytende materiale kan være konfigurert til å orientere ventiltrehetten i en vertikal posisjon når den er neddykket. Ventiltrehetten kan inkludere et sammenfoldbart håndtak som kan brukes av ROVen til å transportere ventiltrehetten. ROVen kan brukes til å bevege håndtaket fra en vertikal posisjon til en horisontal posisjon etter at ventiltrehetten har blitt installert i undervanns ventiltreet. Ventiltrehetten kan inkludere en hot stab-injektor som ROVen kan fjerne fra ventiltrehetten etter installasjon av ventiltrehetten.

Ventiltrehetten kan landes i den konsentriske boring i undervanns ventiltreet og låses på plass før setting av tetningene inne i boringen. En flerhet av tetninger i ventiltrehetten kan brukes til hydraulisk å isolere ringromsboringen fra produksjonsboringen i ventiltrespolen. En hot stab-injektor kan brukes til å påføre fluidtrykk på ventiltrehetten for først å bringe en første låsemekanisme i inngrep, for selektivt å låse ventiltrehetten til undervanns ventiltreet og deretter kan trykket brukes til å sette eller aktivere en flerhet av tetninger inne i boringen i undervanns ventiltreet. En annen låsemekanisme kan brukes til selektivt å fastgjøre en tetningsbærer i en nedre posisjon, hvor flerheten av tetninger isolerer produksjonsog ringromsboringene i undervanns ventiltreet.

Ventiltrehetten kan videre inkludere midler for innsprøyting av en korrosjonsinhibitor inne i et hulrom i ventiltrehetten. Ventiltrehetten kan inkludere et strømningsløp og en ventil, så som et p-utskiller-uttak eller en enveis tilbakeslagsventil, som tillater fjerning av vann som er innestengt mellom ventiltrehetten og undervanns ventiltreet. Ventiltrehetten kan også inkludere et strømningsløp som kan brukes til trykktesting av tetningene på tetningsbæreren. Ventiltrehetten kan være tilpasset til å tillate en første låsemekanisme å gå i inngrep med en profil av undervanns ventiltreet, uten hensyn til den radiale orientering av ventiltrehetten.

Beskrivelse av den beslektede teknikk

En brønnhodeanordning, så som en som anvendes på havbunnen for offshore bore- og produksjonsoperasjoner, kan ofte inkludere et ”konvensjonelt” eller ”vertikalt” undervanns ventiltre som brukes til adgang til brønnboringen. Undervanns ventiltreet inkluderer en boring som kan være tettet av eller isolert ved bruk av en ventiltrehette. Undervanns ventiltreet inkluderer typisk en produksjonsboring så vel som en ringromsboring som kan være isolert med innsettingen av en ventiltrehette. Tidligere ventiltrehetter krever generelt den spesifikke radiale innretting av ventiltrehetten for å kunne settes inn og fastgjøres i undervanns ventiltreet. Innrettingen av ventiltrehetten til en bestemt radial innretting kan være vanskelig når ventiltrehetten installeres med en ROV. Det ville således være fordelaktig å tilveiebringe en ventiltrehette som kan installeres i et undervanns ventiltre ved enhver radial orientering.

Under installering av en ventiltrehette i et undervanns ventiltre, er et mulig problem skading av tetningene under installasjonsprosessen. Tetningene er den viktigste komponent i ventiltrehetten, og det er således viktig å hindre skade på tetningene under installasjonsprosessen. Det ville således være fordelaktig å tilveiebringe en ventiltrehette som kan installeres og selektivt fastgjøres til et undervanns ventiltre før tetningene settes.

Installasjonen av en ventiltrehette på en undervanns ventiltrespole kan være vanskelig. En ROV kan brukes til å installere ventiltrehetten. Det ville således være fordelaktig å tilveiebringe en ventiltrehette som er lett, for å lette installasjonen av ventiltrehetten med en ROV. Ventiltrehetten kan ha integrert oppdrift for å regulere våtvekten. Ventiltrehetten kan ha integrert oppdrift for å hjelpe til med undervanns transport av ventiltrehetten. Det kan også være fordelaktig å ha integrert oppdrift som er konfigurert til å orientere ventiltrehetten i en stående posisjon når den er neddykket.

Fluid kan bli stengt inne i hulrommet i ventiltrehetten mens ventiltrehetten installeres på en ventiltrespole. Dette kan være problematisk for en ventiltrehette med lav vekt, ettersom fluidet kan hindre at ventiltrehetten lander korrekt på ventiltrespolen. Videre kan vannet forårsake korrosjon av enkelte av de innvendige deler i ventiltrehetten og undervanns ventiltresystemet, så som VX-pakningen. Det ville være fordelaktig å tilveiebringe midler for frigjøring av innestengt fluid fra inne i hulrommet i ventiltrehetten. Videre ville det være fordelaktig hvis disse midler også tillot innsprøyting av en korrosjonsinhibitor inne i ventiltrehetten.

I lys av det foregående ville det være ønskelig å tilveiebringe en ventiltrehette som kan installeres i en konsentrisk boring i et undervanns ventiltre ved enhver radial orientering av ventiltrehetten. Det ville også være fordelaktig å tilveiebringe en ventiltrehette med integrert oppdrift, for å redusere den neddykkede vekt av ventiltrehetten. Det ville være fordelaktig å tilveiebringe en ventiltrehette som selektivt kan fastgjøres til et undervanns ventiltre før setting av tetningene for å isolere produksjons- og isolasjonsboringen. Det ville være fordelaktig å tilveiebringe en ventiltrehette som først kan låses til undervanns ventiltreet ved påføringen av hydraulisk trykk, og deretter kan sette tetningene for isolasjon av produksjons- og ringromsboringene ved den kontinuerlige påføring av hydraulisk trykk. Det ville være fordelaktig å tilveiebringe en ventiltrehette som orienterer seg selv i en stående posisjon når den er neddykket. Det ville være fordelaktig å tilveiebringe en ventiltrehette som tillater fjerning av vann som er innestengt mellom ventiltrehetten og undervanns ventiltreet. Det ville også være fordelaktig å tilveiebringe en ventiltrehette som tillater trykktesting av tetningene av tetningsbæreren.

Den foreliggende oppfinnelse er rettet mot å overvinne, eller i det minste redusere effektene av en eller flere av de problemstillinger som er fremsatt ovenfor.

Fra US2002088622 fremgår det et fjerninstallert, trykkopptakende lukkeelement med svakt negativ oppdrift, samt en fremgangsmåte for montering av et fjerninstallert, trykkopptakende lukkeelement med negativ oppdrift, slikt som en trehette på en undersjøisk enhet med minst én fluidboring.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

Hensikten med den foreliggende offentliggjøring er å tilveiebringe en ventiltrehette for et undervanns ventiltre som har en ringromsboring og en produksjonsboring som kan installeres og hentes opp ved bruk av en ROV. I en utførelse inkluderer ventiltrehetten en sylindrisk kropp som har en øvre ende og en nedre ende. Den sylindriske kropp inkluderer et langsgående strømningsløp langs kroppen som har en øvre fluidport og en nedre fluidport. Ventiltrehetten inkluderer en hette som er forbundet til den øvre ende av den sylindriske kropp. Hetten inkluderer en åpning som en holdehylse kan være posisjonert gjennom. En stang er posisjonert gjennom holdehylsen og strekker seg inn i den sylindriske kropp. Det øvre parti av stangen strekker seg ovenfor hetten og kan brukes til å fastlegge når tetningsbæreren, omtalt ovenfor, er lokalisert i dens nedre eller annen posisjon.

Stangen kan inkludere minst én radial port, et langsgående strømningsløp langs stangen, og et p-utskiller-uttak eller en enveis tilbakeslagsventil ved den øvre ende av det langsgående strømningsløp. Ventiltrehetten inkluderer en plate som er forbundet til den sylindriske kropp og syntaktisk skum som er forbundet til platen. Det syntaktiske skum kan inkludere et øvre parti som er forbundet til toppen av platen og et nedre parti som er forbundet til bunnen av platen.

Ventiltrehetten inkluderer en kam som er tilpasset til inngrep med et parti av stangen. Kammen er posisjonert inne i den sylindriske kropp. En fjær er posisjonert rundt stangen, hvilket påfører en nedoverrettet kraft på kammen. Fjæren er forbelastet til å bevege kammen og stangen fra en øvre posisjon til en nedre posisjon. En nedre låsemekanisme, så som en låsehake, holder kammen og stangen på plass i den øvre posisjon mens ventiltrehetten er innsatt i undervanns ventiltreet. Den nedre låsemekanisme er bevegelig mellom en indre posisjon, som hindrer den nedoverrettede bevegelse av kammen og stangen, til en ytre posisjon, som tillater den nedoverrettede bevegelse av kammen og stangen. En tetningsbærer holder den nedre låsemekanisme selektivt på plass i sin indre posisjon inntil setting av ventiltrehettetetningene i boringen i undervanns ventiltreet. Forskjellige konfigurasjoner og faktiske låsemidler kan brukes til selektivt å holde kammen og stangen på plass i sin øvre posisjon, hvilket vil forstås av en med ordinær fagkunnskap innen teknikken som har fordel av å ha denne offentliggjøring.

Ventiltrehetten inkluderer en tetningsbærer som er forskyvbart forbundet til den sylindriske kropp. Tetningsbæreren inkluderer en øvre tetning og en nedre tetning, og tetningsbæreren kan beveges selektivt mellom en første posisjon og en annen posisjon. De øvre og nedre tetninger kan være metall-mot-metall tetninger. Tetningsbæreren kan også inkludere minst én elastomerisk tetning i umiddelbar nærhet av hver av de øvre og nedre tetninger. I den første posisjon holder tetningsbæreren den nedre låsemekanisme på plass i dens indre posisjon. I den annen posisjon frigjør tetningsbæreren den nedre låsemekanisme, og den øvre tetning og nedre tetning av tetningsbæreren er posisjonert til å isolere ringromsboringen fra produksjonsboringen.

Ventiltrehetten inkluderer en hylse og et hus rundt hylsen, hvilket danner et hulrom mellom hylsen og huset. Hylsen inkluderer et øvre tetningselement og et nedre tetningselement, og er forskyvbart forbundet til den øvre ende av den sylindriske kropp. Hylsen kan inkludere et ytre tetningselement som tilveiebringer en tetning mot huset. Hylsen kan beveges mellom en første posisjon, en annen posisjon og en tredje posisjon. I den første posisjon og den annen posisjon, isolerer de øvre og nedre tetningselementer av hylsen den øvre fluidport av den sylindriske kropp hydraulisk. I den tredje posisjon beveger det øvre tetningselement av hylsen seg nedenfor den øvre fluidport av den sylindriske kropp, hvilket tillater fluidkommunikasjon mellom hulrommet og den øvre fluidport.

Ventiltrehetten inkluderer en øvre låsemekanisme, så som en låsehake, som selektivt kan beveges mellom en indre posisjon og en ytre posisjon. Den øvre låsemekanisme er forbelastet til sin indre posisjon og er tilpasset til inngrep med en profil i undervanns ventiltreet når den er beveget til sin ytre posisjon. Forskjellige konfigurasjoner og faktiske låsemidler kan brukes til selektivt å bringe en profil i undervanns ventiltreet i inngrep, hvilket vil forstås av en med ordinær fagkunnskap innen teknikken som har fordel av å ha denne offentliggjøring. Den øvre låsemekanisme kan være tilpasset til selektivt inngrep med profilen i undervanns ventiltreet uten hensyn til den radiale orientering av ventiltrehetten. Dette kan eliminere behovet for en ROV for å rotere og innrette ventiltrehetten til en bestemt orientering før installasjon i undervanns ventiltreet.

Ventiltrehetten inkluderer en hot stab-injektor som selektivt kan forbindes til platen. Hot stab-injektoren er i fluidkommunikasjon med hulrommet mellom huset og hylsen. Fluidtrykk kan påføres gjennom hot stab-injektoren for å bevege hylsen fra den første posisjon til den annen posisjon. I den annen posisjon presser hylsen den øvre låsehake til dens ytre posisjon i inngrep med profilen, for selektivt å låse ventiltrehetten til undervanns ventiltreet. Fluidtrykk kan kontinuerlig påføres gjennom hot stab-injektoren for å bevege hylsen til en tredje posisjon, hvilket beveger det øvre tetningselement forbi den øvre fluidport i den sylindriske kropp, hvilket tillater fluidtrykk å gå inn i den øvre fluidport. Fluidtrykket kan deretter påføres på tetningsbæreren fra den nedre fluidport, hvilket forårsaker at tetningsbæreren beveger seg til sin annen posisjon. I den annen posisjon er de øvre og nedre tetninger posisjonert i tetningsboringen i undervanns ventiltreet, for hydraulisk å isolere produksjons- og ringromsboringene. Bevegelsen av tetningsbæreren til den annen posisjon tillater utoverrettet bevegelse av de nedre låsehaker, hvilket tillater nedoverrettet bevegelse av kammen og stangen for selektivt å holde tetningsbæreren på plass i sin annen posisjon. Hot stab-injektoren kan brukes til å sprøyte inn en korrosjonsinhibitor inn i hulrommet mellom ventiltrehetten og undervanns ventiltreet. ROV kan brukes til å fjerne hot stab-injektoren etter at tetningsbæreren har blitt beveget til sin annen eller nedre posisjon.

Ventiltrehetten kan også inkludere en sentreringsenhet forbundet til bunnen av tetningsbæreren. Ventiltrehetten kan inkludere et håndtak som er forbundet til den øvre ende av den sylindriske kropp. ROVen kan være i stand til å bevege håndtaket fra en stående vertikal posisjon til en nedre horisontal posisjon etter at tetningene har blitt satt for å isolere produksjons- og ringromsboringene.

En annen utførelse er en ventiltrehette for installasjon i et undervanns ventiltre som har en ringromsboring og en produksjonsboring. Ventiltrehetten inkluderer en hette, en sylindrisk kropp som er forbundet til hetten, og hydraulisk aktuerte midler for selektiv låsing av den sylindriske kropp til en profil i undervanns ventiltreet. Midler for selektiv låsing av den sylindriske kropp kan inkludere låsehaker, innspenningshylser, fjærbelastede tapper, splittringer eller krager, eller en hvilken som helst annen ekvivalent struktur som kan brukes til selektivt inngrep med en profil, hvilket vil forstås av en med ordinær fagkunnskap innen teknikken som har fordel av å ha denne offentliggjøring. Ventiltrehetten inkluderer også en tetningsbærer som er forskyvbart forbundet til den sylindriske kropp. Tetningsbæreren kan beveges mellom en ikke-aktuert posisjon og en aktuert posisjon. I den aktuerte posisjon isolerer tetninger på tetningsbæreren ringromsboringen og produksjonsboringen i undervanns ventiltreet hydraulisk. Ventiltrehetten inkluderer midler for hydraulisk bevegelse av tetningsbæreren til den aktuerte posisjon etter låsing av den sylindriske kropp til profilen. Ventiltrehetten kan inkludere midler for selektiv låsing av tetningsbæreren i den aktuerte posisjon. Midler for selektiv låsing av tetningsbæreren i den aktuerte posisjon kan inkludere låsehaker, innspenningshylser, fjærbelastede tapper, splittringer eller krager, eller en hvilken som helst annen ekvivalent struktur, hvilket vil forstås av en med ordinær fagkunnskap innen teknikken som har fordel av å ha denne offentliggjøring.

En annen utførelse er en fremgangsmåte for installering av en ventiltrehette på et undervanns ventiltre, inkludert beveging av ventiltrehetten til undervanns ventiltreet med en fjernstyrt farkost og innsetting av ventiltrehetten i en boring i undervanns ventiltreet. Fremgangsmåten inkluderer påføring av fluidtrykk på ventiltrehetten med en hot stab-injektor som selektivt er forbundet til ventiltrehetten og låsing av ventiltrehetten inn i undervanns ventiltreet. Etter at ventiltrehetten er låst til undervanns ventiltreet, inkluderer fremgangsmåten setting av tetningene av ventiltrehetten for å isolere produksjons- og ringromsboringene i undervanns ventiltreet. Fremgangsmåten kan inkludere innsprøyting av en korrosjonsinhibitor gjennom hot stab-injektoren, inn i et hulrom mellom ventiltrehetten og undervanns ventiltreet. Fremgangsmåten kan også inkludere fjerning av vann som er innestengt mellom ventiltrehetten og undervanns ventiltreet. En ROV kan brukes til å bevege et håndtak av ventiltrehetten fra en vertikal posisjon til en horisontal posisjon, og i å fjerne hot stab-injektoren.

En utførelse er en ventiltrehette til bruk sammen med et undervanns ventiltre som har en konsentrisk boring. Ventiltrehetten inkluderer en sylindrisk kropp som har en øvre ende og en nedre ende og en hette forbundet til den øvre ende av den sylindriske kropp. Ventiltrehetten inkluderer en tetningsbærer som er forskyvbart forbundet til den nedre ende av den sylindriske kropp. Tetningsbæreren er bevegelig mellom en øvre posisjon og en nedre posisjon, og inkluderer en flerhet av tetninger som er tilpasset til å tette den konsentriske boring i undervanns ventiltreet når tetningsbæreren er lokalisert i sin nedre posisjon. Ventiltrehetten inkluderer et første låsemiddel som er forbundet til den sylindriske kropp. Det første låsemiddel er tilpasset til selektivt inngrep med en profil inne i den konsentriske boring i undervanns ventiltreet. Det første låsemiddel kan gå i inngrep med profilen uten hensyn til den radiale orientering av den sylindriske kropp av ventiltrehetten. Ventiltrehetten inkluderer et annet låsemiddel som er forbundet til den sylindriske kropp. Det annet låsemiddel er tilpasset til selektivt å holde tetningsbæreren på plass i sin nedre posisjon. Ventiltrehetten inkluderer en hot stab-injektor. Fluidtrykk kan påføres fra hot stabben først for å la det første låsemiddel gå i inngrep med profilen. Etter at det første låsemiddel har gått i inngrep med profilen, kan fluidtrykk påført fra hot stabben bevege tetningsbæreren til sin nedre posisjon. Det annet låsemiddel kan deretter brukes til selektivt å holde tetningsbæreren på plass i den nedre posisjon. I den nedre posisjon isolerer flerheten av tetninger av tetningsbæreren hydraulisk den konsentriske boring i undervanns ventiltreet.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Figur 1 viser et tverrsnittsriss av en utførelse av en ventiltrehette innsatt i et undervanns ventiltre.

Figur 2 viser et tverrsnittsriss av en utførelse av en ventiltrehette.

Figur 3 viser et perspektivriss av en utførelse av en ventiltrehette.

Figur 4 viser et perspektivriss nedenfra av en utførelse av en ventiltrehette. Figur 5 viser et perspektivriss av en utførelse av en ventiltrehette delvis innsatt i et undervanns ventiltre.

Figur 6 viser således et perspektivriss ovenfra av en utførelse av en ventiltrehette uten syntaktisk skum festet til toppen av ventiltrehetten.

Figur 7 viser et tverrsnittsriss av et parti av en utførelse av en ventiltrehette, og viser innfesting av syntaktisk skum til det øvre og nedre parti av ventiltrehetteplaten.

Figur 8 viser et tverrsnittsriss av en utførelse av en ventiltrehette før ventiltrehetten er låst inn i undervanns ventiltreet.

Figur 9 viser et tverrsnittsriss av en utførelse av en ventiltrehette låst inn i undervanns ventiltreet og tetningsbæreren i sin øvre posisjon.

Figur 10 viser et tverrsnittsriss av en utførelse av en ventiltrehette låst inn i undervanns ventiltreet og tetningsbæreren i sin nedre posisjon, hvilket tetter produksjons- og ringromsboringene i undervanns ventiltreet.

Figur 11 viser et perspektivriss av en utførelse av en ventiltrehette med et roterbart håndtak foldet ned til en horisontal posisjon.

Figur 12 viser et tverrsnittsriss av en utførelse av en ventiltrehette som inkluderer to strømningsløp gjennom en senterstang i ventiltrehetten.

Selv om oppfinnelsen kan ha forskjellige modifikasjoner og alternative former, har spesifikke utførelser blitt som eksempel på tegningene, og vil her bli beskrevet i detalj. Det skal imidlertid forstås at oppfinnelsen ikke er ment å være begrenset til de bestemte former som er offentliggjort. Snarere skal oppfinnelsen dekke alle modifikasjoner, ekvivalenter og alternativer som faller innenfor oppfinnelsens idé og omfang slik dette er angitt i de vedføyde krav.

Beskrivelse av illustrative utførelser

Illustrative utførelser av oppfinnelsen er beskrevet nedenfor, slik de kan anvendes i en ventiltrehette som kan installeres og tas bort på et undervanns ventiltre ved hjelp av en ROV. Av hensyn til klarheten er ikke alle trekk i en faktisk implementering beskrevet i dette patentskrift. Det vil selvsagt forstås at i utviklingen av enhver slik faktisk utførelse, må det foretas tallrike implementeringsspesifikke beslutninger for å oppnå utviklerens spesifikke mål, så som overensstemmelse med systemrelaterte og forretningsrelaterte restriksjoner, hvilket vil variere fra en implementering til en annen. Dessuten vil det forstås at en slik utviklingsinnsats kan være kompleks og tidkrevende, men vil likevel være et rutineforetakende for de som har ordinær fagkunnskap innen teknikken og har fordel av å ha denne offentliggjøring.

Ytterligere aspekter og fordeler ved de forskjellige utførelser av oppfinnelsen vil klart fremgå av en betraktning av den følgende beskrivelse og tegningene.

Figur 1 viser et tverrsnittsriss av en utførelse av en ventiltrehette 1 innsatt i boringen i et undervanns ventiltre 14. Undervanns ventiltreet 14 inkluderer en produksjonsboring 18 og en ringromsboring 16. Undervanns ventiltreet 14 inkluderer en tetningsboring 55 hvor tetningene av ventiltrehetten 1 kan isolere produksjonsog ringromsboringene 16, hydraulisk. Ventiltrehetten 1, slik den er vist på figur 1, er låst inne i undervanns ventiltreet 14 med låsehaker 24, 26 utstrukket inn i en låseprofil 12 av undervanns ventiltreet 14. Figurene 1 viser tetningene av en tetningsbærer 19 posisjonert inne i undervanns ventiltreet 14, for å isolere produk sjonsboringen 18 og ringromsboringen 16 hydraulisk. De forskjellige komponenter og operasjonen av ventiltrehetten 1 vil bli omtalt i detalj nedenfor.

Figur 2 viser et tverrsnittsriss av en utførelse av en ventiltrehette 1. Ventiltrehetten 1 har en sylindrisk kropp 10 og en hette 79 forbundet til toppen av den sylindriske kropp 10. Størstedelen av komponentene i ventiltrehetten 1 kan utgjøres av metall, så som rustfritt stål og 80 ksi (552 MPa) LAS. Tetningselementene kan utgjøres av nitriltetninger. Et roterbart håndtak 36 kan være forbundet til hetten 79 eller den sylindriske kropp 10. Håndtaket 36 kan roteres mellom en stående posisjon (vist på figur 2) til en horisontal posisjon (vist på figur 11), hvilket reduserer profilen av ventiltrehetten 1. Den reduserte profil kan redusere faren for at utstyr blir hengende fast på den installerte ventiltrehette 1. Hetten 79 inkluderer en åpning som en holdehylse 83 kan være posisjonert gjennom. En stang 80 kan være posisjonert inne i en langsgående boring i holdehylsen 83. Stangen 80 inkluderer minst én radial port 92 og en langsgående port 90 som kan brukes til å drive ut vann som er innestengt mellom ventiltrehetten 1 og undervanns ventiltreet 14. Den øvre ende av den langsgående port 90 inkluderer et p-utskiller-uttak 94 for å hindre fluid i å strømme ned den langsgående port 90. Alternativt kan andre innretninger som tillater fluid å strømme gjennom den i kun én retning, så som en tilbakeslagsventil, brukes ved enden av den langsgående port 90, hvilket ville forstås av en med ordinær fagkunnskap innen teknikken som har fordel av å ha denne offentliggjøring. En fjær 82 er posisjonert rundt stangen 80. En ende av fjæren er forbundet til eller holdes på plass av holdehylsen 83. Den andre ende av fjæren 82 er i inngrep med en kam 84. Kammen 84 er bevegelig mellom en første eller øvre posisjon og en annen eller nedre posisjon. Figur 2 viser kammen 84 i den annen eller nedre posisjon. Mens kammen 84 holdes på plass i den første eller øvre posisjon, er fjæren 82 trykket sammen mellom kammen 84 og holdehylsen 83, og utøver således en nedoverrettet kraft på kammen 84. Låsehaker 86, 88 kan brukes til selektivt å holde kammen 84 på plass i sin første eller øvre posisjon hvor fjæren 82 trykkes sammen, som vist på figur 8. Låsehakene 86, 88 kan utgjøres av 105 ksi (724 MPa) LAS. Operasjonen av låsehakene 86, 88 i forhold til kammen 84 vil bli omtalt i detalj nedenfor.

En plate 32 er forbundet til den sylindriske kropp 10 med øvre syntaktisk skum 28 som er forbundet til toppen av platen 32 og nedre syntaktisk skum 30 som er forbundet til bunnen av platen 32. Det syntaktiske skum kan tilveiebringe oppdrift til ventiltrehetten 1, hvilket reduserer den neddykkede vekt av ventiltrehetten 1. Konfigurasjonen av det syntaktiske skum kan også sørge for at ventiltrehetten 1 orienterer seg selv i en stående posisjon når den er neddykket. Den reduserte vekt og stående orientering av ventiltrehetten 1 mens den er neddykket kan hjelpe ved transporten av ventiltrehetten 1 ved hjelp av en ROV til lokaliseringen av undervanns ventiltreet 14.

En tetningsbærer 19 som har en flerhet av tetninger er forskyvbart forbundet til den sylindriske kropp 10. Tetningsbæreren 19 inkluderer en øvre tetning 52 og en nedre tetning 54 som brukes til hydraulisk å isolere produksjons- og ringromsboringene 16, 18 i undervanns ventiltreet 14. De øvre og nedre tetninger 52, 54 kan være metall-mot-metall tetninger. Ventiltrehetten 1 kan inkludere elastomeriske tetninger 50, 56 så som o-ringer, lokalisert i umiddelbar nærhet av de øvre og nedre tetninger 52, 54. De elastomeriske tetninger kan tilveiebringe en sekundær tetning for de øvre og nedre tetninger 52, 54. Tetningsbæreren 19 kan inkludere en øvre tetning 58 ved den utvendige diameter og en nedre tetning 60 ved den utvendige diameter, for å tilveiebringe en tetning mellom tetningsbæreren 19 og den sylindriske kropp 10. Den øvre tetning 58 ved den utvendige diameter og den nedre tetning 60 ved diameteren kan være forskjellige elastomeriske tetninger, så som en o-ring, hvilket vil forstås av en med ordinær fagkunnskap innen teknikken som har fordel av å ha denne offentliggjøring. Tetningsbæreren 19 er bevegelig mellom en øvre eller første posisjon og en nedre eller annen posisjon langs den sylindriske kropp 10, som vil bli omtalt i nærmere detalj nedenfor. En sentreringsenhet 100 kan være forbundet til bunnen av tetningsbæreren 19, for å hjelpe til med å sentrere ventiltrehetten 1 inne i produksjonsboringen 18 i undervanns ventiltreet 14.

Ventiltrehetten 1 inkluderer et bevegelig stempel 20 posisjonert i et hulrom lokalisert mellom et hakehus 22 og den sylindriske kropp 10. Hakehuset 22 kan inkludere et tetningselement 38 for å tette grenseflaten mellom hakehuset 22 og platen 32. Trykk kan påføres i hulrommet fra hot stab-injektoren 34 som er posisjonert gjennom det øvre syntaktiske skum 28. Hot stab-injektoren 34 er i fluidkommunikasjon med hulrommet mellom hakehuset 22 og den sylindriske kropp 10. Ventiltrehetten 1 kan inkludere en hydraulisk port 40 i umiddelbar nærhet av hot stab-injektoren 34 og i kommunikasjon med hulrommet. Trykk kan påføres i hulrommet for å bevege stemplet 20 nedover langs den sylindriske kropp 10. Den nedoverrettede bevegelse av stemplet 20 beveger låsehakene 24, 26 utover, inn i låseprofilen 12 av undervanns ventiltreet 14, hvilket selektivt låser ventiltrehetten 1 til undervanns ventiltreet 14.

Stemplet 20 inkluderer en øvre, indre tetning 46 og en nedre, indre tetning 48 som kan være posisjonert til å isolere en øvre hydraulisk port 47 i den sylindriske kropp 10 mot det hydrauliske trykk inne i hulrommet. Stemplet 20 kan inkludere et øvre, ytre tetningselement 42 og et nedre, ytre tetningselement 44, for å tette grenseflaten mellom stemplet 20 og hakehuset 22. Stemplet 20 kan også inkludere en øvre barrieretetning 62 mellom stemplet 20 og den sylindriske kropp 10. Trykket kan økes inne i hulrommet for å bevege stemplet 20 til først å bringe profilen i inngrep med låsehakene 24, 26, og deretter til å bevege stemplet 20 nedover inntil den øvre, indre tetning 46 beveges forbi den øvre hydrauliske port 47, hvilket tillater hydraulisk kommunikasjon med en nedre hydraulisk port 99 (vist på figur 8) i den sylindriske kropp 10. En låsestempelventil 37 kan brukes til å låse stemplet 20 og låsehakene 24, 26 i den låste posisjon.

Figur 3 viser et perspektivriss av en utførelse av en ventiltrehette 1 som inkluderer en sentreringsenhet 100 som er forbundet til tetningsbæreren 19. Sentreringsenheten 100 kan utgjøres av et materiale som kan hjelpe til med å hindre skade på produksjonsboringen når ventiltrehetten settes inn, så som UHMW eller Delrin-plast. Et øvre parti av syntaktisk skum 28 er forbundet til platen 32, hvilket kan redusere den neddykkede vekt av ventiltrehetten 1. En hot stab-injektor 34 er anordnet i det syntaktiske skum 28. Et parti av stangen 80 rager ut av ventiltrehetten 1 og kan brukes til visuelt å vise posisjonen av tetningsbæreren 19. Et p-utskiller-uttak 94 kan være tilknyttet til enden av stangen 80, og kan brukes til å hindre fluidstrøm ned en langsgående boring i stangen 80. Figur 3 viser det roterbare håndtak 36 i en stående posisjon, hvilket kan brukes av en ROV til å håndtere ventiltrehetten 1. Figur 5 viser et perspektivriss av ventiltrehetten 1 idet den blir innsatt i boringen i undervanns ventiltreet 14. Figur 11 viser et perspektivriss av ventiltrehetten 1 innsatt i undervanns ventiltreet 14. Håndtaket 36 har blitt foldet til en horisontal posisjon, hvilket reduserer den samlede profil av ventiltrehetten 1. Reduksjonen av profilen reduserer sannsynligheten for at utstyr kan bli hengende fast eller fanget på den installerte ventiltrehette 1. Den kortere lengde av stangen 80 som rager ut fra ventiltrehetten 1 (med hensyn på figur 5) viser at tetningene av tetningsbæreren 19 har blitt satt inne i tetningsboringen 55 i undervanns ventiltreet 14.

Figur 4 viser et perspektivriss nedenfra av en utførelse av ventiltrehette 1. Festeanordninger 102, 104, 106, 108 kan brukes til å fastgjøre det øvre syntaktiske skum 28 til platen 32. Det nedre syntaktiske skum 30 kan hjelpe til med å redusere den neddykkede vekt av ventiltrehetten 1, og kan, i kombinasjon med det øvre syntaktiske skum 28, være konfigurert til å hjelpe til med å orientere ventiltrehetten 1 i en øvre posisjon når den er neddykket. Figur 7 viser et tverrsnittsriss av en utførelse av en festeanordning 102 og en brakett 103 som brukes til å fastgjøre det øvre og nedre syntaktiske skum 28, 30 til en plate 32. Figur 6 viser et perspektivriss av ventiltrehetten 1 med det øvre syntaktiske skum 28 fjernet fra platen 32 og festeanordningene 102, 104, 106, 108.

Figur 8 viser et tverrsnittsriss av en utførelse av ventiltrehetten 1 før ventiltrehetten 1 har blitt selektivt låst til undervanns ventiltreet 14. Låsehaker 24, 26 er trukket inn i sin indre eller første posisjon, og har ennå ikke kommet i inngrep med låseprofilen 12 av undervanns ventiltreet 14. Fjæren 82 er i en sammentrykt tilstand mellom kammen 84 og holderhylsen 83, ettersom de nedre låsehaker 86, 88 hindrer nedoverrettet bevegelse av kammen 84. Tetningsbæreren 19 er posisjonert i sin øvre eller første posisjon, og hindrer de nedre låsehaker 86, 88 i å strekke seg utover for å frigjøre kammen 84. Trykk kan påføres fra en hot stab-injektor 34 for å bevege stemplet 20 ned den sylindriske kropp 10, for selektivt å låse ventiltrehetten 1 til undervanns ventiltreet 14.

Når trykk påføres fra hot stab-injektoren, befinner det seg initialt inne i hulrommet mellom hakehuset 22 og den sylindriske kropp 10, ettersom tetningene 46, 48 isolerer den øvre hydrauliske port 47 i den sylindriske kropp 10. Når stemplet 20 beveger seg nedover, blir de øvre låsehaker 24, 26 tvunget utover og går i inngrep med låseprofilen 12 av undervanns ventiltreet 14, som vist på figur 9. Tetningene 46, 48 kan imidlertid fremdeles isolere den øvre hydrauliske port 47, selv når de øvre låsehaker 24, 26 er i inngrep med låseprofilen 12. Ytterligere trykk kan påføres gjennom hot stab-injektoren 34, for å bevege stemplet 20 nedover inntil den øvre, indre tetning 46 beveger seg forbi den øvre hydrauliske port 47, som vist på figur 10. På dette punkt vil det hydrauliske trykk bli kommunisert til den nedre hydrauliske port 99 gjennom den øvre hydrauliske port 47 og den langsgående boring 98.

Trykk fra den nedre hydrauliske port 99 vil bli påført på tetningsbæreren 19, hvilket beveger tetningsbæreren nedover langs den sylindriske kropp 10. Den nedoverrettede bevegelse av tetningsbæreren 19 vil posisjonere tetningene 50, 52, 54, 56 av tetningsbæreren 19 korrekt for å isolere produksjons- og isolasjonsboringene 16, 18 hydraulisk. Den nedoverrettede bevegelse av tetningsbæreren 19 vil også tillate den utoverrettede bevegelse av de nedre låsehaker 86, 88, hvilket tillater at fjæren 82 skyver kammen 84 og stangen 80 ned den sylindriske kropp 10. Den nedoverrettede bevegelse av stangen 80 vil redusere den lengde av stangen 80 som rager ut fra toppen av hetten 79. Forandringen i lengde tilveiebringer en visning av at tetningene av tetningsbæreren 19 har blitt satt inne i undervanns ventiltreet 14. Den nedoverrettede posisjon av kammen 84 hindrer også innoverrettet bevegelse av de nedre låsehaker 86, 88, som kan brukes til selektivt å låse tetningsbæreren 19 i den nedre eller satte posisjon inntil det er ønskelig å løsne tetningsbæreren 19 og fjerne ventiltrehetten 1 fra undervanns ventiltreet 14.

Den sentrale langsgående boring 90 i stangen kan brukes til å skylle eller fjerne vann som er innestengt mellom ventiltrehetten 1 og undervanns ventiltreet 14. Stangen 80 inkluderer minst én radial port 92 i kommunikasjon med den langsgående boring 90. Når korrosjonsinhibitor pumpes inn i ventiltrehetten 1 fra hot stab-injektoren 34, kan innestengt vann bevege seg opp den langsgående boring 90 og ut av p-utskiller-uttaket 94. p-utskiller-uttaket 94 brukes til å hindre vann i å komme inn i den langsgående boring 90 fra toppen av stangen 80.

Figur 12 viser et tverrsnittsriss av en utførelse av en ventiltrehette 301 installert i et undervanns ventiltre 14. Denne utførelse av ventiltrehetten 301 tillater også selektiv låsing av ventiltrehetten 301 i undervanns ventiltreet 14 før setting av tetningene av tetningsbæreren 19. Ventiltrehetten 301 inkluderer en stang 380 som inkluderer to langsgående løp 381, 382 gjennom stangen 380. Det første langsgående løp 381 er i kommunikasjon nedenfor tetningsbæreren 19, og kan brukes til trykktesting nedenfor tetningsbæreren 19. Det annet langsgående løp 382 er i kommunikasjon med en radial boring 383 gjennom tetningsbæreren 19. Den radiale boring 383 i kombinasjon med det annet langsgående løp 382 kan brukes til å trykkteste tetningsbærertetningene 50, 52, 54, 56 som kan settes for å isolere produksjons- og ringromsboringene 16, 18 i undervanns ventiltreet 14. Ventiltrehetten 301 inkluderer en fjær 390 som brukes til å aktuere stangen 380 i en nedre posisjon. Fjæren 390 er posisjonert ovenfor stangen 380, istedenfor rundt stangen, som vist i utførelsen på figur 3. Enden av stangen 380 inkluderer tetningselementer 384, 385 som brukes til å tette mellom stangen 380 og tetningsbæreren 19.

Claims

P A T E N T K R A V

1. Ventiltrehette (1) for et undervanns ventiltre (14) som har en ringromsboring (16) og en produksjonsboring (18), hvilken ventiltrehette (1) omfatter:

en sylindrisk kropp (10) som har en øvre ende og en nedre ende, idet den sylindriske kropp (10) har en øvre fluidport i kommunikasjon med en nedre fluidport;

en hette (79) forbundet til den øvre ende av den sylindriske kropp (10), idet hetten (79) inkluderer en åpning gjennom hetten (79);

en stang (80) posisjonert gjennom åpningen i hetten (79), idet stangen (80) har en øvre ende ovenfor hetten (79) og en nedre ende posisjonert inne i den sylindriske kropp (10);

en kam (84) forbundet til stangen (80) inne i den sylindriske kropp (10); en fjær (82) posisjonert omkring stangen (80) mellom hetten (79) og kammen (84); idet fjæren (82) er forbelastet til å bevege kammen (84) fra en øvre posisjon til en nedre posisjon;

en nedre låsehake (86, 88) bevegelig mellom en indre posisjon og en ytre posisjon, hvor, i den indre posisjon, den nedre låsehake (86, 88) holder kammen (84) på plass i dens øvre posisjon;

en tetningsbærer (19) forskyvbart forbundet til den sylindriske kropp (10), idet tetningsbæreren (19) er selektivt bevegelig mellom en første posisjon og en annen posisjon og har en øvre tetning (52) og en nedre tetning (54), hvor, i den første posisjon, tetningsbæreren (19) holder den nedre låsehake (86, 88) på plass i dens indre posisjon; og, i den annen posisjon, tetningsbæreren (19) frigjør den nedre låsehake (86, 88) og den øvre tetning (52) og nedre tetning (54) av tetningsbæreren (19) isolerer ringromsboringen (16) fra produksjonsboringen (18);

en hylse (83) som har en øvre tetning (52) og en nedre tetning (54) og som er forskyvbart forbundet til den øvre ende av den sylindriske kropp (10), idet hylsen (83) er bevegelig mellom en første posisjon, en annen posisjon og en tredje posisjon, hvor, i den første posisjon og den annen posisjon, den øvre tetning (52) og den nedre tetning (54) av hylsen (83) hydraulisk isolerer den øvre fluidport i den sylindriske kropp (10);

et hus forbundet rundt hylsen (83), idet huset (22) danner et hulrom mellom hylsen (83) og huset (22);

k a r a k t e r i s e r t v e d:

en øvre låsehake (24, 26) selektivt bevegelig mellom en indre posisjon og en ytre posisjon, idet den øvre låsehake (24, 26) er forbelastet til dens indre posisjon, hvor, i dens ytre posisjon, den øvre låsehake (24, 26) er tilpasset til inngrep med en profil i undervanns ventiltreet;

en plate (32) forbundet til den sylindriske kropp (10);

syntaktisk skum forbundet til platen (32);

en hot stab-injektor selektivt forbundet til platen (32), og som er i fluidkommunikasjon med hulrommet mellom huset (22) og hylsen (83), hvor fluidtrykk påført gjennom hot stab-injektoren (34) beveger hylsen (83) fra den første posisjon til den annen posisjon, hvilket beveger den øvre låsehake (24, 26) til dens ytre posisjon;

hvor fluidtrykk påført gjennom hot stab-injektoren (34) beveger hylsen (83) fra den annen posisjon til den tredje posisjon, hvilket beveger den øvre tetning (52) forbi den øvre fluidport i den sylindriske kropp (10), idet den øvre fluidport er i fluidkommunikasjon med hulrommet mellom hylsen (83) og huset (22); og hvor fluidtrykk påført gjennom hot stab-injektoren (34) passerer gjennom den øvre fluidport til den nedre fluidport og beveger tetningsbæreren (19) til den annen posisjon, hvilket frigjør den nedre låsehake (86, 88) til bevegelse til dens ytre posisjon.

2. Ventiltrehette (1) som angitt i krav 1, hvor en korrosjonsinhibitor påføres gjennom hot stab-injektoren (34).

3. Ventiltrehette (1) som angitt i krav 1, videre omfattende en sentreringsenhet forbundet til tetningsbæreren (19).

4. Ventiltrehette (1) som angitt i krav 1, hvor den øvre tetning (52) og den nedre tetning (54) av tetningsbæreren (19) er metall-mot-metall tetninger.

5. Ventiltrehette (1) som angitt i krav 4, videre omfattende en øvre elastomerisk tetning i umiddelbar nærhet av den øvre metall-mot-metall tetning og en nedre elastomerisk tetning i umiddelbar nærhet av den nedre metall-mot-metall tetning.

6. Ventiltrehette (1) som angitt i krav 1, videre omfattende et håndtak (36) forbundet til den øvre ende av den sylindriske kropp (10), idet håndtaket (36) er bevegelig fra en stående vertikal posisjon til en nedre horisontal posisjon.

7. Ventiltrehette (1) som angitt i krav 1, videre omfattende en langsgående boring (90) inne i stangen (80), hvor den langsgående boring (90) kan brukes til trykktesting nedenfor tetningsbæreren (19).

8. Ventiltrehette (1) som angitt i krav 1, videre omfattende en langsgående boring (90) inne i stangen (80) i kommunikasjon med en radial boring gjennom tetningsbæreren (19), hvor den langsgående boring (90) kan brukes til trykktesting av tetningene av tetningsbæreren (19).

9. Ventiltrehette (1) som angitt i krav 1, hvor ventiltrehetten (1) kan installeres i undervanns ventiltreet med en fjernstyrt farkost (.

10. Ventiltrehette (1) som angitt i krav 9, hvor den fjernstyrte farkost kan fjerne hot stab-injektoren (34) etter at tetningsbæreren (19) er beveget til den annen posisjon.

11. Ventiltrehette (1) som angitt i krav 1, hvor ventiltrehetten (1) kan installeres i undervanns ventiltreet ved enhver radial orientering.

12. Ventiltrehette (1) som angitt i krav 1, hvor distansen til den øvre ende av stangen (80) ovenfor hetten (79) viser posisjonen til tetningsbæreren (19).

13. Ventiltrehette (1) som angitt i et av de foregående krav, videre omfattende midler for selektiv låsing av tetningsbæreren (19) i den aktuerte posisjon.

14. Ventiltrehette (1) som angitt i krav 1, videre omfattende midler for innsprøyting av en korrosjonsinhibitor inn i et hulrom mellom ventiltrehetten (1) og undervanns ventiltreet.

15. Ventiltrehette (1) som angitt i et av de foregående krav, videre omfattende midler for fjerning av vann som er innestengt mellom ventiltrehetten (1) og undervanns ventiltreet.

16. Ventiltrehette (1) som angitt i et av de foregående krav, videre omfattende, et øvre parti av syntaktisk skum forbundet til et øvre parti av platen (32), og et nedre parti av syntaktisk skum forbundet til et nedre parti av platen (32).

17. Fremgangsmåte for installering av en ventiltrehette (1) som angitt i ett av kravene 1-16, på et undervanns ventiltre, hvilken fremgangsmåte omfatter:

beveging av ventiltrehetten (1) til undervanns ventiltreet med en fjernstyrt farkost;

innsetting av ventiltrehetten (1) i en boring i undervanns ventiltreet; påføring av fluidtrykk på ventiltrehetten (1) med en hot stab-injektor selektivt forbundet til ventiltrehetten;

hvor fluidtrykk fra hot stab-injektoren (34) aktuerer et låsemiddel for låsing av ventiltrehetten (1) inn i undervanns ventiltreet, og deretter beveger en tetningsbærer (19) for å isolere en ringromsboring (16) og produksjonsboring (18) i undervanns ventiltreet.

18. Fremgangsmåte som angitt i krav 17, videre omfattende innsprøyting av en korrosjonsinhibitor gjennom hot stab-injektoren (34), inn i et hulrom mellom ventiltrehetten (1) og undervanns ventiltreet.

19. Fremgangsmåte som angitt i krav 18, videre omfattende fjerning av vann innestengt mellom ventiltrehetten (1) og undervanns ventiltreet.

20. Fremgangsmåte som angitt i krav 17, videre omfattende beveging av et håndtak (36) av ventiltrehetten (1) med den fjernstyrte farkost fra en vertikal posisjon til en horisontal posisjon.

21. Fremgangsmåte som angitt i krav 17, videre omfattende fjerning av hot stab-injektoren (34) med den fjernstyrte farkost.

22. Fremgangsmåte som angitt i krav 17, hvor ventiltrehetten (1) kan settes inn i enhver radial orientering inn i boringen i undervanns ventiltreet.