NO343146B1

NO343146B1 - Pluggsammenstilling og fremgangsmåte for en brønnhodeåpning.

Info

Publication number: NO343146B1
Application number: NO20140536A
Authority: NO
Inventors: Erling Kleppa; Trond Kvasnes; Kristian Harestad; Lino Guedes; Andre Bolager
Original assignee: Petroleum Technology Co As
Priority date: 2014-04-25
Filing date: 2014-04-25
Publication date: 2018-11-19
Also published as: SG11201608889XA; CA2946225A1; DK3134603T3; AU2015250792B2; CA2946225C; EP3134603A1; US20170044861A1; ES2695428T3; AU2015250792A1; BR112016024837B1; NO20140536A1; EP3134603B1; US10450821B2; WO2015162241A1; BR112016024837A2

Abstract

Åpningspluggsammensetning for et brønnhode, omfattende et første plugglegeme (27, 73) som omfatter koplingselementer (28) som tillater det første plugglegemet å bli forseglende og utskiftbart montert i en åpning (22b) i et brønnhode (21) i en hydrokarbonbrønn. Pluggsammensetningen omfatter en spole-enhet (24) som oppviser en aksial gjennomgående kanal (32) som strekker seg mellom en første ende (24a) og en andre ende (24b) av spole-enheten, der denne spole-enheten omfatter en første flensseksjon (33) som er anbrakt ved den første enden for forseglende montering av spole-enheten til brønnhodet ved å innrette den gjennomgående kanalen med åpningen, og en andre flensseksjon (34) anbrakt ved den andre enden, et andre plugglegeme (42, 74) som omfatter koplingselementer (43) som tillater det andre plugglegemet å bli forseglende og utskiftbart montert i den gjennomgående kanalen, og en blindflens (26, 79) som er forseglende og utskiftbart montert til den andre flensseksjonen for å tillate det andre plugglegemet og det første plugglegemet å bli fjernet fra brønnhodet via den gjennomgående kanalen.

Description

Oppfinnelsens område

Foreliggende oppfinnelse vedrører en pluggsammenstilling for en brønnhodeåpning som omfatter et første plugglegeme som omfatter koplingselementer som tillater det første plugglegemet å bli forseglende og utskiftbart montert i en åpning i et brønnhode for en hydrokarbonbrønn, dvs. en olje- og/eller gassbrønn.

Oppfinnelsen vedrører også et brønnhode for en hydrokarbonbrønn som omfatter en slik pluggsammenstilling og en fremgangsmåte for å skifte ut den første pluggen i pluggsammenstillingen.

Spesielt angår oppfinnelsen en fremgangsmåte for å skifte ut den første pluggen uten å avbryte produksjonen i brønnen.

Bakgrunn

Det er vanlig å tilveiebringe et brønnhode for en hydrokarbonbrønn med åpninger som tillater monteringen av innretninger for overvåking av annulusene i brønnen. En slik innretning er f.eks. tilkjennegitt i WO 2013/056857 A1, som herved er inntatt ved referanse. Generelt omfatter et system for overvåkning av en annulus via en brønnhodeåpning et plugglegeme som er posisjonert i åpningen og som omfatter minst én sensor for måling og overvåking av minst én parameter i annulusen, f.eks. trykk eller temperatur. I tillegg til å tilveiebringe en målings- eller overvåkningsfunksjon må plugglegemet tilveiebringe en forseglende funksjon for å forhindre lekkasje til eller fra annulusen.

WO 2001/57360 A1 tilkjennegir et brønndataovervåkningssystem som gjør det mulig å overvåke annulustrykk og andre brønnparametere i de ytre annulusene i brønninnfatningsprogrammet uten å addere noen trykkinneholdende penetreringer til brønnsystemet.

WO 2006/061645 A1 tilkjennegir et pluggopphenting- og plugginstalleringsverktøy som omfatter et hus som blir senket på en heislinje eller stigerør og koblet til undersjøisk produksjonsutstyr. En pluggmanipulator som kan bli forlenget for å installere eller hente opp en plugg-type barriere er frigjørbart montert til huset slik at den kan hentes opp uavhengig av huset. Installeringsverktøyet eliminerer behovet for full-størrelsesintervensjonsfartøy eller borerigger for pluggopphenting/-installering.

Når den ikke benyttes til overvåknings- og målingsformål må videre åpningen være blokkert for å hindre lekkasje. Dette blir normalt oppnådd ved å posisjonere en blindplugg i åpningen slik at åpningen er blokkert. En blindplugg er egentlig et plugglegeme som ikke har noe annet formål enn å tilveiebringe en forseglings- eller pluggfunksjon.

Et problem relatert til plugglegemer som er posisjonert i brønnhodeåpninger i en hydrokarbonproduserende brønn er at brønnen normalt trenger å bli tatt ut av produksjon dersom plugglegemet skal bli skiftet ut. Et plugglegeme kan f.eks. av og til lekke, og i dette tilfellet kan det hende at plugglegemet må bli skiftet ut med et nytt plugglegeme. Det kan også være ønskelig å plassere ut et overvåknings- eller målesystem i en tidligere ubenyttet åpning, og i dette tilfellet må blindpluggen bli fjernet og et plugglegeme som omfatter en sensor må bli posisjonert i stedet for denne.

I pluggsammenstillinger i den kjente teknikken må brønnen normalt tas ut av produksjon for at plugglegemet i åpningen skal kunne bli skiftet ut. Dette er selvfølgelig en stor ulempe i en business der driftstiden for en brønn er av avgjørende betydning.

Foreliggende oppfinnelse adresserer dette problemet og søker å tilveiebringe en pluggsammenstilling for en brønnhodeåpning og en fremgangsmåte som tillater utskifting av et plugglegeme uten å måtte ta brønnen ut av produksjon.

Oppsummering av oppfinnelsen

Pluggsammenstillingen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at den omfatter:

- et første plugglegeme (27, 73) som omfatter koplingselementer (28) som tillater det første plugglegemet (27, 73) å være forseglende og utskiftbart montert i en åpning (22b) i et brønnhode (21) i en hydrokarbonbrønn, der den første plugglegemet (27) omfatter minst én sensor (18) for måling av en fysisk parameter,

- en spole-enhet som oppviser en aksial gjennomgående kanal som strekker seg mellom en første ende og en andre ende av spole-enheten, der denne spole-enheten omfatter en første flensseksjon som er anbrakt på den første enden for forseglende å montere spole-enheten til brønnhodet ved å rette inn den gjennomgående kanalen med åpningen, og en andre flensseksjon anbrakt på den andre enden,

- et andre plugglegeme som omfatter koplingselementer som tillater det andre plugglegemet å være forseglende og utskiftbart montert i den gjennomgående kanalen, og

- en blindflens som er forseglende og utskiftbart montert til den andre flensseksjonen for å tillate det andre plugg-legemet og det første plugglegemet å bli fjernet fra brønnhodet via den gjennomgående kanalen.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter trinnene med å:

- fjerne blindflensen fra den andre flensseksjonen,

- montere en ventil til den andre flensseksjonen og montere et pluggplasserings- og pluggfjerningsverktøy til ventilen ved å rette inn ventilen og verktøyet med åpningen og den gjennomgående kanalen, - sette inn en arm på verktøyet gjennom ventilen, der det andre plugglegemet frigjøres fra spole-enheten ved å benytte armen, og trekke ut armen og det andre plugglegemet gjennom ventilen,

- lukke ventilen,

- frigjøre verktøyet fra ventilen, fjerne det andre plugglegemet fra armen, og på nytt feste verktøyet til ventilen,

- åpne ventilen,

- sette inn armen gjennom ventilen og spole-enheten, frigjøre det første plugglegemet fra åpningen ved å benytte armen, og trekke ut armen og det første plugglegemet gjennom spole-enheten og ventilen, - stenge ventilen,

- frigjøre verktøyet fra ventilen, fjerne det første plugg-legemet fra armen, posisjonere et nytt første plugg-legeme på armen, og på nytt feste verktøyet til ventilen,

- åpne ventilen,

- sette inn armen og det nye første plugglegemet gjennom ventilen og spole-enheten, montere det nye første plugglegemet på innsiden av åpningen ved å benytte armen, og trekke tilbake armen gjennom spoleenheten og ventilen,

- lukke ventilen,

- frigjøre verktøyet fra ventilen, posisjonere det andre plugglegemet på armen og på nytt feste verktøyet til ventilen,

- åpne ventilen,

- føre armen og det andre plugglegemet inn gjennom ventilen, montere det andre plugglegemet på innsiden av spole-enheten ved å benytte armen, og trekke ut armen gjennom ventilen,

- frigjøre ventilen fra den andre flensseksjonen, og

- på nytt feste blindflensen til den andre flensseksjonen.

Beskrivelse av tegningene

I det følgende vil utførelsesformer av oppfinnelsen bli tilkjennegitt i større detalj med referanse til de tilhørende tegningene.

Figur 1 viser en brønnhodestruktur for en offshore hydrokarbonbrønn.

Figur 2 viser en seksjonsfremstilling av en utførelsesform av en pluggsammenstilling ifølge foreliggende oppfinnelse montert til et brønnhode, der denne pluggsammenstillingen omfatter et målings- og overvåkningssystem.

Figur 3 viser sammensetningen ifølge figur 2 der en blindflens for sammensetningen har blitt fjernet.

Figur 4 viser sammensetningen ifølge figur 3 med en sluseventil montert til sammensetningen.

Figur 5 viser sammensetningen og sluseventilen ifølge figur 4 med et pluggplasserings- og pluggfjerningsverktøy montert til ventilen.

Figurene 6-10 viser sammensetningen, sluseventilen og verktøyet ifølge figur 5 under utskifting av et plugglegeme i sammensetningen.

Figur 11 viser en side-seksjonsfremstilling av en andre utførelsesform av en pluggsammenstilling ifølge foreliggende oppfinnelse montert til et brønnhode.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Figur 1 viser skjematisk en typisk brønnhodestruktur som blir benyttet i sammenheng med en hydrokarbonbrønn. Brønnhodestrukturen omfatter et brønnhode 1 som er posisjonert på en fundamentformasjon O. Brønnhodet 1 omfatter et hus H og en første innfatning 3, en andre innfatning 5, en tredje innfatning 6 og en fjerde innfatning 7 som strekker seg koaksialt en avstand ned inn i fundamentformasjonen O slik at det første ringformede rommet A, eller annulusen, blir dannet mellom den første innfatningen 3 og den andre innfatningen 5, en andre annulus B er utformet mellom den andre innfatningen 5 og den tredje innfatningen, og en tredje annulus er dannet C mellom den fjerde innfatningen 6 og den tredje innfatningen 7. Forseglingsinnretninger 4, i formen av pakninger, er anbrakt mellom huset H og innfatningene 3, 5, 6, 7 slik at trykktette forbindelser mellom huset H og innfatningene 3, 5, 6, 7 blir oppnådd.

Når hydrokarbonbrønnen er i produksjon vil et produksjonsrør (ikke vist) være anbrakt på innsiden av den fjerde innfatningen 7.

For å overvåke brønnhodet, dvs. detektere en økning eller et fall i trykk som tyder på trykklekkasjer, så er minst én pluggsammenstilling ifølge en første utførelsesform av oppfinnelsen, som omfatter et måle- og overvåkningssystem, anbrakt i brønnhodet 1 slik at brønnparametere kan bli målt og overvåket. Slike parametere kan f.eks. inkludere trykket og/eller temperaturen i én av annulusene A-C i brønnhodet 1. Brønnhodet 1 vil da være konfigurert med et gjennomgående hull eller kanal (ikke vist på figur 1) som fører inn i annulusen som skal overvåkes, til hvilken kanal pluggsammenstillingen er forbundet.

For å få et mer komplett overblikk over ytelsen i brønnen kan det være fordelaktig å tilveiebringe brønnhodet 1 med mer enn én pluggsammenstilling, f.eks. én pluggsammenstilling for hver annulus.

Målingene som blir utført med målings- og overvåkningssystemet kan fordelaktig bli oversendt til en ekstern lokalisering for prosessering og analyse.

Figur 2 tilkjennegir en utførelsesform av en pluggsammenstilling 20 ifølge oppfinnelsen, som omfatter et måle- og overvåkningssystem. Sammensetningen 20 er montert til et brønnhode 21 som omfatter et hull eller en kanal 22 som fører til en annulus i brønnhodet 21. En ytterste seksjon 22b av kanalen 22 danner en åpning eller åpning for kanalen 22 og har en diameter som er litt større enn en naboseksjon 22a slik at en ringformet skulder 19 blir dannet inne i kanalen (ref. figur 10).

Sammensetningen 20 omfatter en første enhet 23, en spole-enhet 24, en andre enhet 25 og en blindflens 26. I foreliggende utførelsesform er den første og andre enheten 23, 25 sensorenheter.

Den første sensorenheten 23 omfatter et plugglegeme 27 som har en generelt sylindrisk form og som omfatter minst én sensor 18 (ref. figur 3) for måling av en fysisk parameter relatert til et fluid i kanalen 22. Slike sensorer er som slike kjent fra før og vil ikke bli diskutert ytterligere her. Slik det er kjent på fagområdet kan parameterne omfatte temperatur og trykk. Plugglegemet 27 omfatter eksterne gjenger 28 for samvirke med tilsvarende interne gjenger 29 i kanalen 22 (ref. figur 10). Plugglegemet 27 blir skrudd inn i kanalen 22 og ligger an mot skulderen 19 (ref. figur 10) slik at en fluidtett metall-mot-metall-kobling eller -forsegling blir dannet mellom plugglegemet 27 og innsideveggen i kanalen 22. Sammensetningen 20 omfatter ytterligere et koplingselement 30 for kobling av den første sensorenheten 23 med den andre sensorenheten 25 slik at elektriske signaler kan bli sendt mellom enhetene 23 og 25. Den første sensorenheten 23 omfatter også et verktøyengasjeringselement 31 for samvirke med et plugginstallasjons- og pluggfjerningsverktøy (som skal bli diskutert nedenfor).

Spole-enheten 24 oppviser et gjennomgående hull eller kanal 32 som løper i den langsgående eller aksiale retningen mellom en første ende 24a og en andre ende 24b av spole-enheten 24. Spole-enheten 24 omfatter et hus 35 som er generelt sirkulært symmetrisk omkring den langsgående aksen til spole-enheten 24. På den første enden 24a omfatter huset 35 en første flensseksjon 33, og på en andre ende 24b omfatter huset en andre flensseksjon 34. Den første flensseksjonen 33 er forbundet med brønnhodet 21 ved hjelp av festemidler i formen av bolter 36 slik at kanalen 32 i spole-enheten 24 er koaksial med kanalen 22 i brønnhodet 21. Et ringformet forseglingselement 37 er posisjonert mellom den første flensseksjonen 33 og brønnhodet 21 for å sikre en fluidtett kobling mellom spole-enheten 23 og brønnhodet 21. En første seksjon 32a av kanalen 32, som vender mot brønnhodet 21, har en diameter som er mindre enn en andre seksjon 32b som vender vekk fra brønnhodet 21 slik at en ringformet skulder 38 blir dannet inne i kanalen (ref. figur 10). Diameteren på spole-enhetens kanalseksjon 32a er generelt den samme som diameteren til brønnhodets kanalseksjon 22b. Den første flensseksjonen 33 omfatter radiale, gjennomgående hull eller kanaler 39 som forbinder kanalseksjonen 32a med en ytre, ringformet overflate 40 av den første flensseksjonen 33. Disse kanalene 39 kan bli benyttet for å tilveiebringe en fluid kommunikasjonsledning til kanalen 32, f.eks. for å overvåke trykket i eller ventilere kanalseksjonen 32a, men er stengt med pluggelementer eller ventiler 41 på den ytre overflaten 40 når den ikke er i bruk.

Den andre sensorenheten 25 omfatter et plugglegeme 42 som har en generelt sylindrisk form og som omfatter elektronikk for mottak av signaler fra sensorene i det første plugglegemet 27 og sende signalene videre til en signaloverføringsenhet i sammensetningen (som diskuteres nedenfor). Enheten 25 kan også omfatte elektronikk for prosessering av signaler før de sendes videre, og elektronikk for å kommunisere med sensorene. Plugglegemet 42 omfatter eksterne gjenger 43 for samarbeid med tilsvarende interne gjenger 44 i kanalen 32 (ref. figur 10). Plugglegemet 27 er skrudd inn i kanalen 22 og ligger an mot skulderen 38 (ref. figur 10) slik at den fluidtette metall-mot-metall koblingen eller forseglingen er utformet mellom plugglegemet 44 og den indre veggen i kanalen 32. Sensorenheten 25 omfatter ytterligere et koplingselement 45 for å forbinde den andre sensorenheten 25 med den første sensorenheten 23 slik at elektriske signaler kan bli overført mellom sensorenhetene 23, 25. I den tilkjennegitte utførelsesformen er koplingselementet 45 i sensorenheten 25 koblet til koplingselementet 30 i den første sensorenheten 23 ved hjelp av en aksial utløserkopling, dvs., en kopling som tillater koplingselementet 45 å bli koblet til og fra det første koplingselementet 30 ved en bevegelse av det andre koplingselementet 45 i den langsgående eller aksiale retningen av spole-enheten 24. Den andre sensorenheten omfatter også et verktøyengasjeringselement 46 for samvirke med det ovenfor nevnte plugginstallerings- og pluggfjerningsverktøyet (som diskuteres nedenfor).

Blindflensen 26 er koblet til den andre flensseksjonen 34 i spole-enheten 24 ved hjelp av festemidler i formen av bolter 47. Et ringformet forseglingselement 48 er posisjonert mellom blindflensen 26 og den andre flensseksjonen 34 for å sikre en fluidtett kobling mellom spole-enheten 23 og blindflensen 26. Blindflensen 26 omfatter en gjennomføring 49 som på innsiden av blindflensen 26 omfatter et koplingselement 50 som er koblet til et tilsvarende koplingselement (ikke vist) på den andre sensorenheten 25. Koplingselementet 50 er koblet til enheten 25 ved hjelp av en aksial frigjøringskobling, dvs., en kobling som tillater koplingselementet 50 å bli koblet til og fra den andre sensorenheten 25 ved bevegelse av koplingselementet 50 i den langsgående eller aksiale retningen av spole-enheten 24. På utsiden av blindflensen 26 er gjennomføringen 49 koblet til en signaloverføringsenhet 66 for å videresende signalene til nevnte eksterne lokalisering. I den tilkjennegitte utførelsesformen omfatter signaloverføringsenheten 66 en kommunikasjonskabel. Kraft til drift av sensorene og sensorelektronikken kan bli tilveiebrakt til sammensetningen 20 via den samme kabelen 66. I en alternativ utførelsesform (ikke vist) blir sensorsignalene overført trådløst til den eksterne lokaliseringen. I en slik utførelsesform kan kabelen være byttet ut med trådløse overføringsmidler slik som en antenne som fordelaktig er posisjonert på den utvendige overflaten av blindflensen. I en slik utførelsesform er fordelaktig også en kraftforsyning, f.eks. et elektrisk batteri, anbrakt i sammensetningen, f.eks. i den andre sensorenheten 24, for å tilveiebringe kraft til sensorene og den tilhørende elektronikken og signaloverføringsmiddelet.

Plugglegemene 27 og 42 tilveiebringer to uavhengige barrierer mot kanalen 22 og dermed mot annulusen som sammensetningen 20 er satt for å overvåke. Skulle spole-enheten 24 bli slått av brønnhodet 21, f.eks. på grunn av at en fallende gjenstand treffer spole-enheten 24, så vil koplingselementene 30 og 45 separeres og det første plugglegemet vil forbli i kanalen 22, for slik å forhindre at fluid i annulusen slipper ut via kanalen 22.

Spole-enheten og blindflenssammensetningen gjør det mulig for den første sensorenheten 23 og/eller den andre sensorenheten 25 å bli skiftet ut mens produksjonen i brønnen opprettholdes. I det følgende vil en fremgangsmåte for å bytte ut den første sensorenheten 23 mens trykkintegriteten i brønnhodet 21 opprettholdes bli tilkjennegitt.

Det første trinnet i fremgangsmåte omfatter å fjerne blindflensen 26 fra den andre flensseksjonen 34 på spole-enheten 24. Når blindflensen 26 beveges vekk fra den andre flensseksjonen 34 i den langsgående eller aksiale retningen av spole-enheten 24 vil koplingselementet 50 automatisk frigjøres fra den andre sensorenheten 25 på grunn av den aksiale frigjøringen mellom koplingselementet 50 og sensorenheten 25. Figur 3 tilkjennegir sammensetningen 20 når blindflensen har blitt fjernet fra spole-enheten 24. På dette vil plugglegemene 27, 42 fremdeles virke som en dobbel barriere mot annulusen.

Det neste trinnet omfatter å feste en ventil 51, f.eks. en sluseventil, til spoleenheten 24, slik dette er vist på figur 4. Ventilen 51 oppviser et gjennomgående hull eller kanal 52 og omfatter et langstrakt hus 53. I én ende omfatter huset 53 en første flensseksjon 54, og i den andre enden omfatter huset 53 en andre flensseksjon 55. Inne i huset 53 omfatter ventilen 51 et ventillegeme 56 som er operasjonell mellom en første, lukket posisjon der ventillegemet 56 blokkerer kanalen 52 for å tilveiebringe en fluidtett forsegling deri, og en andre, åpen posisjon der ventillegemet 56 er trukket tilbake i huset 53 slik at det ikke begrenser kanalen 52. Kanalen 52 oppviser generelt den samme diameteren som den ytre kanalseksjonen 32b i spole-enheten 24, og den første flensseksjonen 53 på ventilen 51 er forbundet med den andre flensseksjonen 34 på spole-enheten 24 slik at kanalene 32 og 52 er koaksiale. Et ringformet forseglingselement 57 er posisjonert mellom flensseksjonene 34 og 54 for å sikre at en fluidtett forbindelse blir dannet mellom spole-enheten 24 og ventilen 51.

Det neste trinnet omfatter å feste et pluggplasserings- og pluggfjerningsverktøy 58 til ventilen 51, slik som vist på figur 5. Verktøyet 58 kan være av typen som er tilkjennegitt i WO 2011/093717A2, som herved er inntatt ved referanse. Verktøyet 58 omfatter et langstrakt hus 59, som omfatter en flensseksjon 60 som tillater verktøyet 58 å bli festet til den andre flensseksjonen 55 på ventilen 51. Et ringformet forseglingselement 61 er posisjonert mellom flensseksjonene 55 og 60 for å sikre at en fluidtett forbindelse er dannet mellom ventilen 51 og verktøyet 58. Verktøyet 58 omfatter en forlengbar og roterbar arm 62 som i den tilkjennegitte utførelsesformen omfatter en første, ytre armseksjon 62a og en andre, indre armseksjon 62b som er teleskopisk bevegelig inne i den ytre armseksjonen 62a (ref. figur 6). På den ytre enden av den indre armseksjonen 62b er det festet et utskiftbart pluggengasjeringselement 63 som er kompatibelt med verktøyengasjeringselementet 46 for det andre plugglegemet 42.

Når verktøyet 58 har blitt koblet til ventilen 51 blir ventilen 51 åpnet ved å bringe ventillegemet 56 til den åpne posisjonen og armen 62 blir forlenget slik at pluggengasjeringselementet 63 blir brakt i kontakt med og slik at det kobles til verktøyengasjeringselementet 42 for den andre sensorenheten 25, slik det fremgår på figur 6. Deretter blir armen 62 brakt til å rotere slik at det gjengede grepet mellom de eksterne gjengene 43 på det andre plugglegemet 42 og de interne gjengene 44 i kanalen 32 (ref. figur 10) blir frigjort.

Deretter blir armen 62 og den festede, andre sensorenheten 25 trukket tilbake i den langsgående eller aksiale retningen av spole-enheten 24 slik at koplingselementet 45 blir frigjort fra koplingselementet 30 på grunn av den aksiale frigjøringskoblingen mellom koplingselementene 30 og 45. Armen 62 og den festede, andre sensorenheten 25 blir deretter trukket tilbake gjennom ventilen 51, og deretter blir ventillegemet 56 brakt til sin lukkede posisjon som vist på figur 7.

Det neste trinnet omfatter å frigjøre verktøyet 58 fra ventilen 51, fjerne den andre sensorenheten 25 fra armen 62, bytte det første pluggengasjeringselementet 63 med et andre pluggengasjeringselement 64 som er kompatibelt med verktøyengasjeringselementet 31 for den første sensorenheten 23, og trekke inn verktøyet 58 til ventilen 51, slik det er vist på figur 8. Før verktøyet frigjøres fra ventilen 51 kan verktøyet 58 bli ventilert via gjennomgående hull eller kanaler 65 i flensseksjonen 60 til verktøyet 58.

Deretter blir ventilen 51 nok en gang åpnet ved å bringe ventillegemet 56 til den åpne posisjonen og armen 62 blir forlenget gjennom ventilen 51 og spole-enheten 24 slik at pluggengasjeringselementet 64 blir brakt i kontakt med og kobles til verktøyengasjeringselementet 31på den første sensorenheten 23, slik som vist på figur 9. Pluggengasjeringselementet 64 omfatter en aksial utsparing (ikke synlig) for å ta imot koplingselementet 30 (ref. figur 2). Deretter blir armen 62 brakt i rotasjon slik at det gjengede grepet mellom de eksterne gjengene 28 på det første plugglegemet 27 og de interne gjengene 29 i kanalen 22 (ref. figur 10) blir frigjort.

Deretter blir armen 62 og den festede, første sensorenheten 23 trukket tilbake i den langsgående eller aksiale retningen av spole-enheten 24 gjennom spole-enheten 24 og ventilen 51, slik det er vist på figur 10, hvoretter ventillegemet 56 blir brakt til sin lukkede posisjon.

Deretter blir verktøyet 58 frigjort fra ventilen 24 og den første sensorenheten 23 som skal byttes ut blir fjernet fra pluggengasjeringselementet 64. Deretter blir en ny første sensorenhet festet til pluggengasjeringselementet 64 og verktøyet 58 blir på nytt festet til ventilen 51.

Deretter blir de ovenfor tilkjennegitte trinnene utført i motsatt rekkefølge, dvs.:

- ventillegemet 56 blir brakt til sin åpne posisjon,

- armen 62 blir forlenget gjennom ventilen 51 og spole-enheten 24 slik at de eksterne gjengene 28 på plugglegemet 27 blir brakt i kontakt med de interne gjengene 29 i kanalen 22,

- armen 62 blir brakt til å rotere slik at et fluidtett, gjenget grep blir dannet mellom gjengene 28 og 29,

- armen 62 blir trukket gjennom spole-enheten 24 og ventilen 51 og setter igjen den første sensorenheten 23 i kanalen 22,

- ventillegemet 56 blir brakt til sin lukkede posisjon,

- verktøyet 58 blir frigjort fra ventilen 51 og pluggengasjeringselementet 64 blir byttet med pluggengasjeringselementet 63,

- den andre sensorenheten 25 blir festet til pluggengasjeringselementet 63 og verktøyet 58 blir på nytt festet til ventilen 51,

- ventillegemet 56 blir brakt til sin åpne posisjon,

- armen 62 blir satt inn gjennom ventilen 51 og inn i spole-enheten 24 slik at koplingselementet 45 på den andre sensorenheten 25 blir brakt til å kobles til koplingselementet 30 på den første sensorenheten 23, - armen 62 blir brakt til å rotere slik at et fluidtett, gjenget grep blir dannet mellom de eksterne gjengene 43 på plugglegemet 42 og de interne gjengene 44 i kanalen 32,

- armen blir trukket gjennom ventilen 51 og setter igjen den andre sensorenheten 25 i spole-enheten 24,

- verktøyet 58 blir frigjort fra ventilen 51,

- ventilen 51 blir frigjort fra spole-enheten 24, og

- blindflensen 26 blir forseglende festet på nytt til spole-enheten 24 slik at koplingselementet 50 blir koblet til den andre sensorenheten 25.

Når et gjennomgående hull eller kanal som fører inn i én av annulusene A-C i brønnhodet 1 ikke blir benyttet til overvåkningsformål kan det være nødvendig å plugge det gjennomgående hullet eller kanalen for å forhindre lekkasje. Figur 11 tilkjennegir en andre utførelsesform av en pluggsammenstilling 70 ifølge oppfinnelsen som tilveiebringer en slik pluggfunksjon mens det muliggjøres for utskifting av plugglegemer i sammensetningen uten at det er nødvendig å ta hydrokarbonbrønnen ut av produksjon.

Den generelle strukturen av sammensetningen 70 i denne andre utførelsesformen er generelt den samme som den ovenfor tilkjennegitte første utførelsesformen 20 og like deler har blitt betegnet med like referansenummer.

Sammensetningen 17 omfatter en første enhet 71, en spole-enhet 24, en andre enhet 72 og en blindflens 79. I dette tilfellet er imidlertid ikke den første og andre enhetene 71 og 72 sensorenheter men blindenheter, der hver omfatter et plugglegeme 73, 74 som er anbrakt for å tilveiebringe en forseglende funksjon men ikke en overvåknings- eller målefunksjon. Dermed mangler sammensetningen 70 overvåknings- og måletrekkene i den første sammensetningen 20, f.eks. koplingselementer som tilsvarer koplingselementene 45 og 50, en signaloverføringsenhet osv.

Det første plugglegemet 73 er posisjonert i den ytterste seksjonen 22b av brønnhodekanalen 22, og det andre plugglegemet 74 er posisjonert i den gjennomgående kanalen 32 i spole-enheten 24. Dermed danner plugglegemene 73, 74 en dobbel pluggbarriere som forhindrer lekkasje fra brønnhodekanalen 22. Selv om spole-enheten 24 skulle bli skadet, f.eks. slått vekk fra brønnhodet 21 av en fallende gjenstand, så vil videre det første plugglegemet 73 forbli plassert i brønnhodekanalen 22 og forhindre ukontrollert lekkasje fra kanalen 22.

Fremgangsmåten for å bytte ut den første pluggen 73 er generelt den samme som den ovenfor tilkjennegitte fremgangsmåten for å bytte ut plugglegemet 27, dvs., den omfatter trinnene med å:

- fjerne blindflensen 79 fra den andre flensseksjonen 34,

- montere en ventil 51 til den andre flensseksjonen 34 og montere et pluggplasserings- og pluggfjerningsverktøy 58 til ventilen 51 ved å rette inn ventilen 51 og verktøyet 58 med åpningen 22 og den gjennomgående kanalen 32 på samme måte som tilkjennegitt på figur 5,

- sette inn en arm 62 på verktøyet 51 gjennom ventilen 51, der det andre plugglegemet 74 frigjøres fra spole-enheten 24 ved å benytte armen 62, og trekke ut armen 62 og det andre plugglegemet 74 gjennom ventilen 51 på samme måte som vist på figur 6 og 7,

- lukke ventilen 51 på samme måte som vist på figur 8,

- frigjøre verktøyet 58 fra ventilen 51, fjerne det andre plugglegemet 74 fra armen 62, og på nytt feste verktøyet 58 til ventilen 51,

- åpne ventilen 51,

- sette inn armen 62 gjennom ventilen 51 og spole-enheten 24, frigjøre det første plugglegemet 73 fra åpningen 22 ved å benytte armen 62, og trekke ut armen 6) og det første plugglegemet 73 gjennom spole-enheten 24 og ventilen 51 på samme måte som vist på figurene 9 og 10,

- stenge ventilen 51,

- frigjøre verktøyet 58 fra ventilen 51, fjerne det første plugg-legemet 73 fra armen 62, posisjonere et nytt første plugg-legeme på armen 62, og på nytt feste verktøyet 58 til ventilen 51,

- åpne ventilen 51,

- sette inn armen 62 og det nye første plugglegemet gjennom ventilen 51 og spole-enheten 24, montere det nye første plugglegemet på innsiden av åpningen 22 ved å benytte armen 62, og trekke tilbake armen 62 gjennom spole-enheten 24 og ventilen 51,

- lukke ventilen 51,

- frigjøre verktøyet 58 fra ventilen 51, posisjonere det andre plugglegemet 74 på armen 62 og på nytt feste verktøyet 58 til ventilen 51,

- åpne ventilen 51,

- føre armen 62 og det andre plugglegemet 74 inn gjennom ventilen 51, montere det andre plugglegemet 74 på innsiden av spole-enheten 24 ved å benytte armen 62, og trekke ut armen 62 gjennom ventilen 51, - frigjøre ventilen 51 fra den andre flensseksjonen 34, og

- på nytt feste blindflensen 26 til den andre flensseksjonen 34.

For samvirke med pluggengasjeringselementene 63, 64 til verktøyet 58 (se figurene 6 og 9) omfatter plugglegemene 73, 74 verktøyengasjeringselementer 31, 46. Som de ovenfor tilkjennegitte plugglegemene 27 og 42 så kan plugglegemene 73 og 74 fordelaktig omfatte eksterne gjenger 28, 43 for samvirke med tilsvarende interne gjenger 29, 44 i henholdsvis åpningen 22 og kanalen 32. Dermed kan trinnene med frigjøring av plugglegemene 73, 74 fra henholdsvis kanalen 22 og spole-enheten 24, og montering av plugglegemene 73, 74 i henholdsvis kanalen 22 og spole-enheten 24 omfatte å rotere armen 62 omkring den langsgående aksen til verktøyet 58.

I en alternativ utførelsesform kan det være fordelaktig kun å rotere pluggengasjeringselementet 63, 64, som er festet til den ytre enden av armen 62, omkring den langsgående aksen.

Som spole-enheten i den første pluggsammenstillingen 20 (se figurene 2-10) så omfatter den første flensseksjonen 33 i sammensetningen 70 et gjennomgående hull eller kanal 39 som muliggjør trykksjekking og/eller ventilering av kanalseksjonen 32a i spole-enheten 24. Det kan imidlertid være fordelaktig også å tilveiebringe den andre flensseksjonen 34 med et gjennomgående hull eller kanal 75, for å muliggjøre trykksjekking og/eller ventilering også av kanalseksjonen 32b, dvs., på utsiden av det andre plugglegemet 74. Videre kan det være fordelaktig å tilveiebringe blindflensen 79 med et tilsvarende gjennomgående hull eller kanal 76. Som den ovenfor tilkjennegitte kanalen 79 så er kanalene 75 og 76 fordelaktig plugget med pluggelementer eller ventiler 77, 78 når det ikke benyttes.

Kanalene 39, 75 og 76 kan bli benyttet i ethvert av trinnene som er tilkjennegitt ovenfor, f.eks. for å verifisere integriteten av pluggsammenstillingen. F.eks. kan enhver av kanalene 75 og 76 bli benyttet for å verifisere integriteten av den andre enheten 72 før blindflensen 26 fjernes.

I den foregående beskrivelsen har ulike aspekter av sammensetningen ifølge oppfinnelsen blitt beskrevet med referanse til den illustrerende utførelsesformen. For beskrivelsesformål ble spesifikke antall, systemer og konfigurasjoner fremlagt for å gi en grundig forståelse av sammensetningen og dens virkemåter. Imidlertid er ikke denne beskrivelsen ment å bli ansett på en begrensende måte. Ulike modifiseringer og variasjoner av den illustrerende utførelsesformen, i tillegg til andre utførelsesformer av sammensetningen, som er åpenbare for fagfolk på området som gjenstanden her er ment for, må nødvendigvis ligge innenfor omfanget av foreliggende oppfinnelse. F.eks., i stedet for først å feste ventilen 51 til spoleenheten 24 og deretter feste verktøyet 58 til ventilen, så vil en fagmann lett se at et mulig alternativ er først å feste verktøyet 58 til ventilen 51 og deretter feste ventilspole-sammensetningen til spole-enheten 24. Etter avsluttet utskifting av den første sensorenheten så kan også ventilen 51 og verktøyet 58 bli fjernet på samme måte.

Claims

Patentkrav

1. Pluggsammenstilling for en brønnhodeåpning, omfattende:

- en spole-enhet (24) som oppviser en aksial gjennomgående kanal (32) som strekker seg mellom en første ende (24a) og en andre ende (24b) av spole-enheten (24), der denne spole-enheten (24) omfatter en første flensseksjon (33) som er anbrakt på den første enden (24a) for forseglende å montere spole-enheten (24) til brønnhodet (21) ved å rette inn den gjennomgående kanalen (32) med åpningen (22, 22b), og en andre flensseksjon (34) anbrakt på den andre enden (24b),

- et andre plugglegeme (42, 74) som omfatter koplingselementer (43) som tillater det andre plugglegemet (42, 74) å være forseglende og utskiftbart montert i den gjennomgående kanalen (32), og

- en blindflens (26, 79) som er forseglende og utskiftbart montert til den andre flensseksjonen (34) for å tillate det andre plugg-legemet (42, 74) og det første plugglegemet (27, 73) å bli fjernet fra brønnhodet (21) via den gjennomgående kanalen (32).

2. Pluggsammenstilling ifølge krav 1, der nevnte plugglegemer (27, 73, 42, 74) hvert omfatter et verktøyengasjeringselement (31, 46) for samvirke med et pluggplasserings- og pluggfjerningsverktøy (58).

3. Pluggsammenstilling ifølge ethvert av de foregående krav, der minst én av den første flensseksjonen (33) og den andre flensseksjonen (34) omfatter et gjennomgående hull (39, 75) som tilveiebringer en fluidkommunikasjonsledning inn i den gjennomgående kanalen (32) i spoleenheten (24).

4. Pluggsammenstilling ifølge ethvert av de foregående krav, der den gjennomgående kanalen (32) omfatter en ringformet skulder (38) for samvirke med det andre plugglegemet (42, 74) for å tilveiebringe en metallmot-metall forsegling mellom spole-enheten (24) og det andre plugglegemet (42, 74).

5. Pluggsammenstilling ifølge krav 4, der den gjennomgående kanalen (32) i spole-enheten (24) omfatter en første kanalseksjon (32a) og en andre kanalseksjon (32b) som oppviser en diameter som er større enn diameteren på den første kanalseksjonen (32a).

6. Pluggsammenstilling ifølge krav 5, der diameteren på den første kanalseksjonen (32a) er tilstrekkelig til å tillate transporten av det første plugglegemet (27, 73) derigjennom.

7. Pluggsammenstilling ifølge ethvert av de foregående krav, der det første plugglegemet (27) omfatter elektronikk for mottak av signaler fra den minst ene sensoren (18).

8. Pluggsammenstilling ifølge krav 8, der pluggsammenstillingen omfatter en signaloverføringsenhet (66) for å videresende signalene til en lokalisering separat fra pluggsammenstillingen.

9. Pluggsammenstilling ifølge krav 8, der signaloverføringsenheten (66) omfatter en kommunikasjonskabel.

10. Pluggsammenstilling ifølge krav 8, der signaloverføringsenheten (66) omfatter trådløst overføringsmiddel.

11. Pluggsammenstilling ifølge ethvert av de foregående krav, der pluggsammenstillingen omfatter en kraftforsyning for å tilveiebringe kraft til minst én sensor (18).

12. Fremgangsmåte for utskifting av en første plugg (27) i en pluggsammenstilling ifølge ethvert av de foregående krav, omfattende de trinn å:

- fjerne blindflensen (26) fra den andre flensseksjonen (34),

- montere en ventil (51) til den andre flensseksjonen (34) og montere et pluggplasserings- og pluggfjerningsverktøy (58) til ventilen (51) ved å rette inn ventilen (51) og verktøyet (58) med åpningen (22, 22b) og den gjennomgående kanalen (32),

- sette inn en arm (62) på verktøyet (58) gjennom ventilen (51), der det andre plugglegemet (42) frigjøres fra spole-enheten (24) ved å benytte armen (62), og trekke ut armen (62) og det andre plugglegemet (42) gjennom ventilen (51),

- lukke ventilen (51),

- frigjøre verktøyet (58) fra ventilen (51), fjerne det andre plugglegemet (42) fra armen (62), og på nytt feste verktøyet (58) til ventilen (51), - åpne ventilen (51),

- sette inn armen (62) gjennom ventilen (51) og spole-enheten (24), frigjøre det første plugglegemet (27) fra åpningen (22, 22a) ved å benytte armen (62), og trekke ut armen (62) og det første plugglegemet (27) gjennom spole-enheten (24) og ventilen (51),

- stenge ventilen (51),

- frigjøre verktøyet (58) fra ventilen (51), fjerne det første plugg-legemet (27) fra armen (62), posisjonere et nytt første plugg-legeme (27b) på armen (62), og på nytt feste verktøyet (58) til ventilen (51),

- åpne ventilen (51),

- sette inn armen (62) og det nye første plugglegemet (27b) gjennom ventilen (51) og spole-enheten (24), montere det nye første plugglegemet (27b) på innsiden av åpningen (22, 22a) ved å benytte armen (62), og trekke tilbake armen (62) gjennom spole-enheten (24) og ventilen (51), - lukke ventilen (51),

- frigjøre verktøyet (58) fra ventilen (51), posisjonere det andre plugglegemet (42) på armen (62) og på nytt feste verktøyet (58) til ventilen (51),

- åpne ventilen (51),

- føre armen (62) og det andre plugglegemet (42) inn gjennom ventilen (51), montere det andre plugglegemet (42) på innsiden av spole-enheten (24) ved å benytte armen (62), og trekke ut armen (62) gjennom ventilen (51),

- frigjøre ventilen (51) fra den andre flensseksjonen (34), og

- på nytt feste blindflensen (26) til den andre flensseksjonen (34).

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, der minst ett av trinnene med frigjøring av det andre plugglegemet (42, 74) fra spole-enheten (24) og montere det andre plugg-legemet (42, 74) til spole-enheten (24) omfatter å rotere armen (62) omkring den langsgående aksen til verktøyet (58).

14. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 12 og 13, der minst ett av trinnene med frigjøring av det første plugglegemet (27, 73) fra åpningen (22, 22a) og montering av det første plugglegemet (27, 43) på innsiden av åpningen (22, 22a) omfatter å rotere armen (62) omkring den langsgående aksen til verktøyet (58).

15. Brønnhode for en hydrokarbonbrønn, der det omfatter en pluggsammenstilling ifølge ethvert av kravene 1-11.

16. Brønnhode ifølge krav 15, der åpningen (22b) står i fluidkommunikasjon med en kanal (22) som fører til et brønnringrom (A, B, C).