NO344217B1

NO344217B1 - Brønnhodeenhet som har tetning med aksial sperre

Info

Publication number: NO344217B1
Application number: NO20092811A
Authority: NO
Inventors: Nicholas P Gette; Daniel W Fish
Original assignee: Vetco Gray Inc
Priority date: 2008-08-12
Filing date: 2009-08-06
Publication date: 2019-10-14
Also published as: GB0913332D0; AU2009203084B2; US20100038089A1; SG177985A1; GB2462520A; BRPI0902752A2; SG159447A1; NO20092811L; AU2009203084A1; BRPI0902752B1; MY168223A; US8636072B2; GB2462520B

Description

Denne oppfinnelse gjelder generelt en brønnhodeenhet som omfatter en tetningsenhet for bruk ved avtetting av komponenter i olje- og gassbrønner.

Tetningsenheten er særlig for et brønnhodes fôringsrørhenger eller rørledningshenger, idet tetningsenheten har et system for aksialt å sperre tetningsenheten inne i brønnhodet.

Et fôringsrør er et sterkt stålrør som brukes i en olje- og gassbrønn for å sikre en trykktett forbindelse fra overflaten til olje- og/eller gassreservoaret. Fôringsrøret tjener mange formål i brønnen. Det kan beskytte brønnhullet fra å styrte sammen eller bli utvasket. Det kan også innskrenke produksjonen til brønnhullet, slik at vann ikke trenger inn i brønnhullet eller boreslam trenger inn i de omgivende formasjoner. Det kan også utgjøre en forankring for komponentene i brønnen. Produksjonsrør, slik som rørspiraler, brukes typisk for å transportere oljen til overflaten.

Flere fôringsrørseksjoner som er satt sammen ende mot ende er kjent som en "fôringsrørstreng". Siden fôringsrøret tjener flere forskjellige formål, er det typisk å installere mer enn en fôringsrørstreng i en brønn. Fôringsrørstrengene løper typisk i et konsentrisk arrangement som ligner en bryllupskake som er vendt opp/ned og som strekker seg nedover fra et brønnhode plassert på overflaten og inn i undergrunnen. Som et eksempel er den fôringsrørstreng som har størst diameter kortest, etterfulgt av en fôringsrørstreng med mindre diameter som går dypere enn den første fôringsrørstreng, etterfulgt av en fôringsrørstreng med enda mindre diameter og som løper enda dypere enn den andre fôringsrørstreng.

En fôringsrørhenger er en anordning som brukes for å bære en fôringsrørstreng fra et brønnhode eller annen struktur inne i brønnen. I tillegg tjener fôringsrørhengeren til å sikre at fôringsrøret er riktig plassert i brønnen. Når fôringsrørstrengen er blitt kjørt inn i brønnhullet blir fôringsrørstrengen hengt opp i brønnen ved hjelp av fôringsrørhengeren. Fôringsrørhengeren hviler typisk på et repos inne i brønnhodet. Flere fôringsrørhengere kan understøttes inne i et enkelt brønnhode.

Tetninger brukes for å avtette ringrommet mellom fôringsrørhengeren og brønnhodet, for å isolere fluider i forskjellige fôringsrørstrenger fra hverandre og hindre produksjonsfluid fra å bli avledet fra dets ønskede bane. Det kan imidlertid frembringes krefter i brønnen som tvinger tetningene oppover, noe som eventuelt får tetningene til å lekke. Dette kan også føre til at tetningen forlater sin plass og forflytter seg i forhold til fôringsrørhengeren eller rørledningshengeren. Som et eksempel kan fluidtrykket i ringrommet tvinge tetningen oppover eller nedover. Likeledes kan termiske forhold i ringrommet utøve krefter som tvinger tetningen oppover.

En metode som er blitt forsøkt for å sperre den aksiale bevegelse av fôringsrørhengerens tetning og fôringsrørhengeren er å installere en låsering på fôringsrørhengeren. Låseringen strekker seg mellom fôringsrørhengeren og brønnhodet. Låseringen aktiveres ved installeringen av tetningen. Under sementeringsoperasjoner vil uheldigvis en låsering som er installert på fôringsrørhengeren begrense strømningen av fluid i ringrommet som omgir fôringsrørhengeren. Fôringsrørstrengen blir sementert i stilling inne i brønnens borehull. Sement helles ned i det indre av fôringsrørstrengen og strømmer ut fra bunnen av fôringsrørstrengen inn i ringrommet mellom fôringsrørstrengen og dens nærmeste konsentriske borestreng. Fluidet i ringrommet fortrenges oppover gjennom ringrommet. Fôringsrørstrengens låsering forstyrrer strømningen av dette fluid.

En annen metode som er blitt benyttet for å sperre den aksiale bevegelse av fôringsrørhengeren og fôringsrørhengerens tetning er bruk av mothakespor (wickers). Mothakesporene plasseres på den ytre overflate av fôringsrørhengeren og den indre overflate av fôringsrørhengerens tetning. Likeledes plasseres mothakespor på den ytre overflate av fôringsrørhengerens tetning og den indre overflate av brønnhodet. Tetningsmaterialet er mykere enn brønnhodet og fôringsrørhengerens materialer. Når tetningen aktiveres blir således tetningens mykere material drevet inn i mothakesporene på fôringsrørhengeren og brønnhodet. Inngrepet mellom de forskjellige mothakespor begrenser den aksiale bevegelse av fôringsrørhengeren og fôringsrørhengerens tetning i forhold til brønnhodet. Det er imidlertid fysiske grenser for de trykk og termiske betingelser som denne mothakesporskonfigurasjon kan brukes ved, for å sørge for aksial sperring. Disse fysiske grenser kan overskrides med de høyere trykk og temperaturer som er knyttet til undersjøiske brønner på dypt vann.

Nok en annen metode som kan brukes er å fremskaffe en separat sperredelenhet (lockdown sub) beregnet på å sørge for aksial sperring av fôringsrørhengerens tetning og fôringsrørhengeren. Installering av en sperredelenhet fordrer imidlertid at borestrengen kjøres en ytterligere gang ut og inn av brønnen, hvilket representerer en betraktelig utgift. I tillegg opptar sperredelenheten plass, noe som er begrenset i et brønnhode. Endelig gir sperredelenheten ikke den aksiale sperring umiddelbart etter installasjon av fôringsrørhengeren og fôringsrørhengerens tetning.

US 4714111 A omhandler en pakningsenhet for et brønnhodesystem omfattende en pakningsmutter med en avsmalnet pakning. Pakningsmutteren har i en utførelsesform en innvendig avsmalnet splitring med flere startgjenger for å gripe lignende parallelle multi-startgjenger på røropphenget. Røropphengets ytre overflate har en avsmalning som vender mot den omkringliggende indre sylindriske veggen til brønnhodet og gir derved et avsmalnende ringrør.

Pakningsheten senkes til brønnhodet i et løpende verktøy hvor pakningen beveges inn i det avsmalnende ringrommet uten å rotere pakningsmutteren og pakningsmutteren er stukket over (de passende gjengene sperret) av vekten av rørstrengen. Deretter flytter systemfluidtrykket pakningsenheten videre inn i ringrommet hvor pakningen går i inngrep med et anslag og komprimeres og ekspanderes til tetningsforholdet med ringens indre og ytre overflater, som gir både en metall-til-metall-tetning og en elastomer tetning.

Det er derfor behov for en forbedret teknikk for å hindre aksial bevegelse av fôringsrørhengeren og fôringsrørhengerens tetning inne i et brønnhode. Særlig behøves det en teknikk for å hindre aksial bevegelse av fôringsrørhengeren eller fôringsrørhengerens tetning inne i et brønnhode umiddelbart etter installasjon av fôringsrørhengeren og fôringsrørhengerens tetning uten å forstyrre strømningen av fluider i ringrommet som omgir fôringsrørhengeren under sementeringsoperasjoner og uten å oppta ytterligere plass i brønnhodet eller fordre ekstra inn/utkjøringer (trips) i brønnen.

Kort beskrivelse av oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en brønnhodeenhet ifølge krav 1.

Særlig foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen er angitt i kravene 2-7.

Et brønnhodesystem som omfatter en tetning med et bevegelig sperreelement tilpasset for å samvirke med et hus for å sperre tetningens aksiale bevegelse. Tetningen er tilpasset for å danne en avtetning mellom huset, slik som et høytrykksbrønnhode, og et rørformet element, slik som en fôringsrørhenger.

Sperreelementet kan være en ring som ekspanderer utover ettersom tetningen installeres i brønnhodet. Ringen kan ha en spalte for å lette ekspansjonen av ringen utover. I tillegg kan ringen være tilpasset med en avskrånet overflate som glidende går i inngrep med en tilsvarende avskrånet overflate på hengeren ettersom tetningen installeres i brønnhodet. Det glidende inngrep mellom de avskrånede overflater samvirker for å tvinge sperreelementet utover. I tillegg kan den tilsvarende avskrånede overflate være en skulder på det rørformede element. Tetningen kan ha en ytterligere ring med avskrånet overflate som er tilpasset for å samvirke med en andre avskrånet overflate på sperreelementet og som sørger for ytterligere mekanisk fremdrift for å ekspandere sperreringen utover når tetningen installeres i brønnhodet.

Sperreelementet og huset kan være tilpasset slik at et parti av tetningen mottas i i det minste en utsparing i den indre profil av huset når sperreelementet ekspanderer utover. Det parti av tetningen som mottas i den i det minste ene utsparing kan være en eller flere fremspring som strekker ut seg fra ringen. Ved installasjonen kan fremspringene gå i inngrep med den minst ene utsparing i huset. Alternativt kan fremspringene gå i inngrep med den minst ene utsparing i huset etter å ha vandret aksialt en distanse, hvilket gjør det mulig for tetningen å ha en viss aksial bevegelse i forhold til brønnhodet.

Den foreliggende oppfinnelse vil bli bedre forstått ved den etterfølgende detaljerte beskrivelse med henvisning til de vedføyde tegninger, på hvilke like henvisningstall representerer like deler på alle tegninger, og på hvilke:

Fig. 1 er en skisse av et snitt gjennom en brønnhodeenhet i henhold til et eksempel på en utførelse av foreliggende teknikk,

fig. 2 er en detaljert skisse av en første fôringsrørhengers tetning i brønnhodeenheten vist i fig.1, i henhold til et eksempel på en utførelse av foreliggende teknikk,

fig. 3 er en perspektivskisse av den første fôringsrørhengers tetning i henhold til et eksempel på en utførelse av foreliggende teknikk,

fig. 4 er en sideskisse av den første fôringsrørhengers tetning vist i fig.3 i henhold til et eksempel på en utførelse av foreliggende teknikk,

fig. 5 er en skisse av et snitt gjennom en første fôringsrørhengers tetningsenhet vist i fig.4 i henhold til et eksempel på en utførelse av foreliggende teknikk, fig. 6 er en skisse av bunnen av en låsering for den første fôringsrørhengers tetningsenhet vist i fig.4 i henhold til et eksempel på en utførelse av foreliggende teknikk,

fig. 7 er en detaljert skisse av en ytterligere fôringsrørhengertetning for brønnhodeenheten vist i fig.1 i henhold til et eksempel på en utførelse av foreliggende teknikk,

fig. 8 er en skisse som delvis gjennomskåret viser et høytrykks brønnhode, en første fôringsrørhenger, en første fôringsrørhengertetning og et monteringsverktøy for installasjon av fôringsrørhengeren og fôringsrørhengerens tetning, mens fôringsrørhengeren og fôringsrørhengerens tetning kjøres inn i brønnen i henhold til et eksempel på en utførelse av foreliggende teknikk,

fig. 9 er en detaljert skisse av brønnhodet, fôringsrørhengeren og fôringsrørhengerens tetning vist i fig.8 i henhold til et eksempel på en utførelse av foreliggende teknikk,

fig. 10 er en skisse som delvis gjennomskåret viser høytrykkshodet, den første fôringsrørhenger, den første fôringsrørhengertetning og monteringsverktøyet under installasjonen av fôringsrørhengerens tetning med låseringen for fôringsrørhengerens tetning liggende på en skulder på fôringsrørhengeren i henhold til et eksempel på en utførelse av foreliggende teknikk,

fig. 11 er en detaljert skisse av brønnhodet, fôringsrørhengeren og fôringsrørhengerens tetning vist i fig.10 i henhold til et eksempel på en utførelse av foreliggende teknikk,

fig. 12 er en skisse som delvis gjennomskåret viser høytrykksbrønnhodet, den første fôringsrørhenger, den første fôringsrørhengertetning og monteringsverktøyet under installasjonen av fôringsrørhengerens tetning med låseringen for fôringsrørhengerens tetning drevet inn i brønnhodet i henhold til et eksempel på en utførelse av foreliggende teknikk,

fig. 13 er en detaljert skisse av brønnhodet, fôringsrørhengeren og fôringsrørhengerens tetning vist i fig.12 i henhold til et eksempel på en utførelse av foreliggende teknikk,

fig. 14 er en skisse som delvis gjennomskåret viser høytrykksbrønnhodet, den første fôringsrørhenger, den første fôringsrørhengertetning og monteringsverktøyet under installasjonen av fôringsrørhengerens tetning med en aktiviserende ring for fôringsrørhengerens tetning drevet inn i tetningsringen for fôringsrørhengerens tetning for å aktivere fôringsrørhengerens tetning slik at den avtetter ringrommet mellom fôringsrørhengeren og høytrykksbrønnhodet i henhold til et eksempel på en utførelse av foreliggende oppfinnelse, og

fig. 15 er en detaljert skisse av brønnhodet, fôringsrørhengeren og fôringsrørhengerens tetning vist i fig.14 i henhold til et eksempel på en utførelse av foreliggende teknikk.

Med henvisning til fig.1 omfatter brønnhodeenheten 20 et lavtrykksbrønnhode 22 og et høytrykksbrønnhode 24. I den vist utførelse bærer høytrykkshodet 24 tre fôringsrørhengere, dvs. en første fôringsrørhenger 26, en andre fôringsrørhenger 28 og en tredje fôringsrørhenger 30 inne i en utboring 32 i brønnhodet 24.

Høytrykksbrønnhodet 24 kan imidlertid brukes for å bære et større eller mindre antall fôringsrørhengere. Den første fôringsrørhenger 26, den andre fôringsrørhenger 28 og den tredje fôringsrørhenger 30 bærer hver sin fôringsrørstreng 34, 36 og 38.

Ringrommet mellom den første fôringsrørhenger 26 og høytrykksbrønnhodet 24 er avtettet med en første fôringsrørhengertetning 40. Likeledes er ringrommet mellom brønnhodet 24 og den andre fôringsrørhenger 28 avtettet med en andre fôringsrørhengertetning 42. Endelig er ringrommet mellom den tredje fôringsrørhenger 30 og høytrykksbrønnhodet 24 avtettet med en tredje fôringsrørtetning 44. I den viste utførelse er den første fôringsrørhengers tetning 40 og den andre fôringsrørhengers tetning 42 identiske. Den tredje fôringsrørhengers tetning 44 skiller seg imidlertid fra den første og andre fôringsrørhengers tetninger 40 og 42.

Som det vil bli drøftet mer detaljert nedenfor er høytrykksbrønnhodet 24 og hver av fôringsrørhengerenes tetninger tilpasset for å samvirke for å sperre den aksiale bevegelse av fôringsrørhengerenes tetninger og fôringsrørhengerne inne i høytrykksbrønnhodet 24. Særlig er hver av fôringsrørhengertetningene tilpasset med en låsering som ekspanderer utover og inn i en tilsvarende profil i den indre utboring 32 i høytrykksbrønnhodet 24. Krefter som tvinger en fôringsrørhengers tetning oppover eller nedover motvirkes ved inngrepet mellom låseringen for fôringsrørhengerens tetning og høytrykksbrønnhodet 24.

Med henvisning generelt til fig.2 omfatter den første fôringsrørhengers tetning 40 en tettering 46, en aktiviseringsring 48, en nesering 50 og en låsering 52.

Aktiviseringsringen 48 brukes for å drive tetteringen 46 utover og inn i avtettende inngrep med høytrykksbrønnhodet 24 og den første fôringsrørhenger 26.

Aktiviseringsringen 48 har et nedre parti 54 som drives inn i en spalte 56 i tetteringen 46 for å aktivere avtettingen. Ettersom det nedre parti 54 av aktiviseringsringen 48 drives inn i spalten 56 i tetteringen, deformerer den elastisk et indre ben 58 på tetteringen 46 innover til inngrep med den første fôringsrørhenger 26 og et ytre ben 60 på tetteringen 46 utover til inngrep med brønnhodet 24.

I den viste utførelse har fôringrørhengerens tetning 40 en rekke mothakespor 62 som går i inngrep med mothakespor 64 på den første fôringsrørhenger 26 for å danne en avtetning mellom den første fôringsrørhenger 26 og den første fôringsrørhengers tetning 40. I den viste utførelse er materialet i den første fôringsrørhengers tetning 40 mykere enn materialet i den første fôringsrørhenger 26, slik at fôringsrørhengertetningens mothakespor 62 deformeres inn i mothakesporene 64 på den første fôringsrørhenger 26, hvilket forbedrer avtetningen mellom den første fôringsrørhenger 26 og den første fôringsrørhengers tetning 40. I tillegg begrenser inngrepet mellom mothakesporene 62, 64 den aksiale bevegelse av den første fôringsrørhenger 26 i forhold til den første fôringsrørhengers tetning 40. I den viste utførelse har de ytre ben 60 på tetningsringen 46 innlegg 66 som drives mot brønnhodet 24 for å danne en avtetning mellom den første fôringsrørhengers tetning 40 og brønnhodet 24. Innleggene 66 er tilpasset for å opprettholde en avtetning mellom den første fôringsrørhengers tetning 40 og brønnhodet 24 selv om det er en viss aksial bevegelse av den første fôringsrørhengers tetning 40 i forhold til brønnhodet 24.

Som det vil bli drøftet mer detaljert nedenfor installeres den første fôringsrørhenger 26 og den første fôringsrørhengers tetning 40 i brønnhodet 24 ved hjelp av et monteringsverktøy (ikke vist). I tillegg brukes monteringsverktøyet for å drive aktiviseringsringen 48 nedover og inn i tetningsringen 46 for derved å aktivere den første fôringsrørhengers tetning 40 i brønnhodet 24.

I de viste utførelser av den første fôringsrørhengers tetning 40 og brønnhodet 24 begrenses den aksiale bevegelse av den første fôringsrørhengers tetning 40 til en liten mengde i forhold til brønnhodet 24. Begrensningen av den aksiale bevegelse av den første fôringsrørhengers tetning 40 i forhold til brønnhodet 24 oppnås ved at låseringen 52 for den første fôringsrørhengers tetning 40 går i inngrep med den indre profil på brønnhodet 24. Som det vil bli drøftet mer detaljert nedenfor kan låseringen 52 være splittet eller ha et hakk for å tillate låseringen 52 å bli delt under installasjonen. Låseringen 52 for den første fôringsrørhengers tetning 40 er forspent innover for å holde låseringen 52 som en lukket ring under installasjonen. Som det vil bli drøftet mer detaljert nedenfor drives imidlertid låseringen 52 utover og inn i utsparingene i brønnhodet 24 ettersom den første fôringsrørhengers tetning 40 installeres i brønnhodet 24.

Låseringen 52 blir derved en C-ring.

Den aksiale bevegelse av den første fôringsrørhengers tetning 40 i forhold til brønnhodet 24 begrenses av inngrepet mellom et første fremspring 68 og et andre fremspring 70 på tetningen 40, med henholdsvis en første utsparing 72 og en andre utsparing 74 i profilen på den indre utboring 32 i brønnhodet 24. I den viste utførelse er det et gap 76 mellom det først fremspring 68 på tetningen 40 og en øvre kant 78 på den første utsparing 72. Likeledes er det et gap 80 mellom det andre fremspring 70 på tetningen 40 og den øvre kant 82 på den andre utsparing 74 i brønnhodet 24. Gapene 76, 80 mellom låseringen 52 og de øvre kanter 78, 82 på utsparingene 72, 74 i brønnhodet tillater en viss øvre, aksial bevegelse av tetningen 40 i forhold til brønnhodet 24. Den aksiale bevegelse oppover av den første fôringsrørhengers tetning 40 er imidlertid begrenset av inngrepet mellom det første fremspring 68 på tetningen 40 og den øvre kant 78 på den første utsparing 72 i brønnhodet 24. I tillegg er den aksiale bevegelse oppover av tetningen 40 begrenset av inngrepet mellom det andre fremspring 70 på tetningen 40 og den øvre kant 82 på den øvre utsparing 74 i brønnhodet 24. Lignende gap finnes under fremspringene 68, 70. Aksial bevegelse nedover av tetningen 40 er begrenset av inngrepet mellom fremspringene 68, 70 på tetningene 40 og de nedre kanter av utsparingene 72, 74 i brønnhodet 24.

Det første fremspring 68 og andre fremspring 70 på låseringen 52 drives inn i den første utsparing 72 og andre utsparing 74 i brønnhodet 24 under installasjonen av den første fôringsrørhengers tetning 40 inn i brønnhodet 24. Ettersom låseringen 52 for den første fôringsrørhengers tetning 40 senkes inn i brønnhodet 24 går en nedovervendt, skrånet overflate 84 på tetningen 40 i inngrep med en oppovervendt, skrånet skulder 86 på den første fôringsrørhenger 26. Ettersom tetningen 40 senkes videre inn brønnhodet 24, driver inngrepet mellom den nedovervendte, skrånede overflate 84 på låseringen 52 for tetningen 40 og den oppovervendte, skrånede skulder 86 på den første fôringsrørhenger 26, låseringen 52 utover. I tillegg har låseringen 52 en innovervendt, skrånet overflate 88 som går i inngrep med en utovervendt, skrånet overflate 90 på neseringen 50. Inngrepet mellom den innovervendte, skrånede overflate 88 på låseringen 52 og den utovervendte, skrånende overflate 90 på neseringen 50 sørger for ytterligere mekanisk fremdrift for å overvinne forspenningen innover av låseringen 52, og driver låseringen 52 utover. Bevegelsen utover av låseringen 52 er begrenset av inngrepet mellom et stopp-parti 92 på låseringen 52 og et tilsvarende stopp-parti 94 på brønnhodet 24. Inngrepet mellom stopp-partiet 92 på låseringen 52 og stopp-partiet 94 på brønnhodet 24 posisjonerer fremspringene 68, 70 på låseringen 52 i en ønsket posisjon inne i de utsparede profiler 72, 74 i brønnhodet 24.

Låseringen 52 for den første fôringsrørhengers tetning 40 fjernes sammen med tetningen 40 når tetningen fjernes fra brønnhodet 24. Aktiviseringsringen 48 for tetningen 40 trekkes tilbake fra tetningsringen 46 for tetningen 40 for å gjøre det mulig for det indre ben 58 og ytre ben 60 på tetningsringen 46 å bli avspent og derved trekke seg tilbake til sin opprinnelige fasong, for således å frigjøre tetningsringen 46 fra henholdsvis den første fôringsrørhenger 26 og brønnhodet 24. Låseringen 52 har en første gripeoverflate 96 som strekker seg over en tilsvarende andre gripeoverflate 98 på neseringen 50. Under fjerningen av den første fôringsrørhengers tetning 40, går den andre gripeoverflate 98 på neseringen 50 i inngrep med den første gripeoverflate 96 på låseringen 52 og løfter låseringen 52 oppover. Derved fjernes den aksiale sperre for den første fôringsrørhengers tetning 40 samtidig som den første fôringsrørhengers tetning 40 fjernes. Derfor fordrer fjerning av det aksiale sperreelement for fôringsrørhengeren og/eller tetningen ikke en ytterligere inn/utkjøring i brønnen for å fjernes. I tillegg sikrer samvirket mellom den første gripeoverflate 96 og den andre gripeoverflate 98 låseringen 52 til neseringen 50.

Med henvisning generelt til fig.3 - 5 presenteres forskjellige skisser av den første fôringsrørhengers tetning 40. Som drøftet ovenfor aktiveres tetningsringen 46 ved at aktiviseringsringen 48 drives inn i tetningsringen 46. En øvre ring 99 er skrudd på tetningsringen 46. Den øvre ring 99 har et første par hakk 100, mens aktiviseringsringen 48 har et andre par hakk 102 som brukes av monteringsverktøyet for å gå i inngrep med aktiviseringsringen 48 og tetningsringen 46. Som det best kan sees i fig.5 har den øvre ring 99 og tetningsringen 46 hver sine gjengede partier 104, 106.

Som det best kan sees i fig.4 og 5 har tetningsringen 46 en port 108, mens aktiviseringsringen 48 har en kanal 110 som gjør det mulig for trykket å bli utlignet inne i tetningen 40 og hindre hydraulisk låsning når aktiviseringsringen 48 drives inn i tetningsringen 46. Forut for installasjon kan spalten 56 i tetningsringen 46 være fylt med smørefett. Porten 108 og kanalen 110 gjør det mulig for smørefettet og mulige andre fluider inne i spalten 56 å bli utjevnet mellom innsiden av tetningen 40 og utsiden av tetningen 40 ettersom det nedre partiet 54 på aktiviseringsringen 48 drives inn i spalten 56 i tetningsringen 46. Som et resultat blir det ingen oppbygging av trykk i spalten 56 eller utenfor tetningen 40.

Med henvisning generelt til fig.5 og 6 har den viste utførelse av låseringen 52 en spalte 112 som gjør det mulig for låseringen 52 å ekspandere ettersom den drives utover under installasjonen. Alternativt kan låseringen 52 være utstyrt med hakk slik at det blir et svekket område i låseringen 52 som splittes ettersom låseringen 52 tvinges utover ved inngrep med skulderen på fôringsrørhengeren.

Det henvises generelt til fig.7 hvor det er vist en tredje fôringsrørhenger 30 og en tredje fôringsrørtetning 44. I motsetning til den første fôringsrørhengers tetning 40 har den tredje fôringsrørhengers tetning 44 innlegg 114 på sitt indre ben 116 og mothakespor 118 på sitt ytre ben 120. Tilsvarende mothakespor 122 på brønnhodet 24 er anordnet for å gå i inngrep med mothakesporene 118 på den tredje fôringsrørhengers tetning 44. Innleggene 114 tillater relativ bevegelse mellom den tredje fôringsrørhenger 30 og den tredje fôringsrørhengers tetning 44. Inngrepet mellom mothakesporene 118, 122 danner en avtetning mellom den tredje fôringsrørhengers tetning 44 og brønnhodet 24 og begrenser også den aksiale bevegelse av den tredje fôringsrørhengers tetning 44 i forhold til brønnhodet 24.

I den viste utførelse har den tredje fôringsrørhengers tetning 44 en alternativ utførelse av låseringen 124. Låseringen 124 har en rekke tenner 126 som drives inn i en tilsvarende fortannet profil 128 på den indre utboring 32 på brønnhodet 24. Her drives tennene 126 til inngrep med den fortannede profil 128 på brønnhodet 24 og forhåndsbelaster derved låseringen 124 med brønnhodet 24. En hvilken som helst kraft oppover eller nedover på den tredje fôringsrørhengers tetning 44 motvirkes av inngrepet mellom låseringen 124 og brønnhodet 24. Installasjon og fjerning av den tredje fôringsrørhenger 30 og den tredje fôringsrørhengers tetning 44 er slik som for den første fôringsrørhenger 26 og den første fôringsrørhengers tetning 40.

Det henvises generelt til fig 8 - 15 som viser prosessen ved installasjon av en fôringsrørhenger og fôringsrørhengerens tetning. Fôringsrørhengeren og fôringsrørhengerens tetning installeres inne i brønnhodet 24 som et par ved hjelp av et monteringsverktøy 130. Monteringsverktøyet 130 har en kobling 132 for å forbinde monteringsverktøyet 130 med en borestreng. I tillegg har monteringsverktøyet 130 et element 134 for håndtering av en fôringsrørhenger, som brukes for å installere fôringsrørhengeren og et element 136 for å håndtere fôringsrørhengerens tetning, som brukes for å installere fôringsrørhengerens tetning. Elementet 134 for håndtering av fôringsrørhengeren og elementet 136 for håndtering av fôringsrørhengerens tetning er konfigurert for å tillate relativ bevegelse dem imellom.

Med generell henvisning til fig.8 og 9 posisjonerer monteringsverktøyet 130 den første fôringsrørhengers tetning 40 over den første fôringsrørhenger 26 ettersom de to senkes inn i brønnhodet 24. Den første fôringsrørhenger 26 kan anbringes på en skulder i brønnhodet 24 eller en annen fôringsrørhenger. Så snart fôringsrørhengeren 26 befinner seg i en ønsket posisjon inne i brønnhodet 24 sementeres fôringsrørstrengen 34 på plass. Sement pumpes ned gjennom midten av den første fôringsrørstreng 34 og flyter oppover i ringrommet mellom den første fôringsrørstreng 34 og en inntilliggende, ytre fôringsrørstreng (ikke vist).

Som best vist i fig.9 er det en åpen strømningsbane 138 for sement og andre brønnfluider som kan flyte oppover nedenfor den første fôringsrørhenger 26 og gjennom ringrommet mellom den første fôringsrørhengers tetning 40 og den første fôringsrørhenger 26 under sementeringsoperasjonen fordi den aksiale sperre for den første fôringsrørhenger 26 og første fôringsrørhengers tetning 40 er anordnet på den første fôringsrørhengers tetning 40 i stedet for på den første fôringsrørhenger 26. Dersom den aksiale sperre var frembragt ved hjelp av et sperreelement anordnet mellom den første fôringsrørhenger 26 og brønnhodet 24, ville sperreelementet forstyrre strømningen av fluider som flyter opp gjennom borehullet fra nedenfor den første fôringsrørhenger 26.

Med henvisning generelt til fig.10 og 11 brukes borestrengen til å senke monteringsverktøyet 130 enda lengre inn i brønnhodet 24, slik som generelt vist ved hjelp av en pil 140, for å installere den første fôringsrørhengers tetning 40 i den ønskede posisjon inne i brønnhodet 24. Håndteringselementet 134 for fôringsrørhengeren, som er festet til den første fôringsrørhenger 26, forblir stasjonær, mens håndteringselementet 136 på monteringsverktøyet 130 senkes sammen med den første fôringsrørhengers tetning 40.

I skissen vist i fig.11 har den nedovervendte, skrånede overflate 84 på låseringen 52 nettopp kommet i kontakt med skulderen 86 på den første fôringsrørhenger 26 under prosessen hvor den første fôringsrørhengers tetning 40 installeres. På dette stadium av installasjonsprosessen for fôringsrørhengerens tetning har låseringen 52 ikke enda blitt drevet utover. I tillegg gjør denne skisse det mulig å se løsbare haker 142 anordnet på monteringsverktøyet 130. De løsbare haker 142 brukes for å feste håndteringselementet for fôringsrørhengeren til den første fôringsrørhenger 26 så vel som de andre og tredje fôringsrørhengere 28, 30.

Med generell henvisning til fig.12 og 13 senker fortsatt bevegelse nedover av borestrengen håndteringselementet 136 på monteringsverktøyet 130 for fôringsrørhengeren videre inn i brønnhodet 24, slik som generelt representert ved en pil 144. Denne bevegelse nedover driver låseringen 52 for den første fôringsrørhengers tetning 40 nedover, slik som representert ved pilen 146, og inn i de utsparede profiler 72, 74 i brønnhodet 24. Som bemerket ovenfor butter stopppartiet 92 på låseringen 52 mot stopp-partiet 94 på brønnhodet 24 for å avslutte bevegelsen utover av låseringen 52. Dette posisjonerer de fremspringende elementer 68, 70 på låseringen 52 ved den ønskede dybde inne i de utsparede partier 72, 74 i brønnhodet 24.

Med henvisning generelt til fig.14 og 15 blir så monteringsverktøyet 130 benyttet til å drive aktiviseringsringen 48 nedover i forhold til tetningsringen 46 for å aktivere tetningsringen 46, slik som vist med pilen 148, og derved danne en avtetning mellom den første fôringsrørhenger 26 og brønnhodet 24. Det nedre partiet 54 av aktiviseringsringen 48 drives inn i spalten 56 i tetningsringen 46. Det indre ben 58 på tetningsringen 46 drives mot den første fôringsrørhenger 26, mens det ytre ben 60 drives mot brønnhodet 24, hvilket avtetter ringrommet mellom den første fôringsrørhenger 26 og brønnhodet 24.

For å fjerne den første fôringsrørhenger 26 og den første fôringsrørhengers tetning 40 reverseres prosessen. Monteringsverktøyet 10 eller et annet verktøy brukes for å påføre en kraft for å trekke aktiviseringsringen 48 tilbake fra tetningsringen 46. Den første fôringsrørhengers tetning 40 blir så løftet. Ettersom tetningen 40 løftes fra brønnhodet 24 blir låseringen 52 løftet sammen med andre partier av den første fôringsrørhengers tetning 40. I tillegg trekkes låseringen 52 tilbake fra de utsparede profiler 72, 74 ettersom låseringen 52 løftes.

Liste over henvisningstall

20 brønnhodesystem

22 lavtrykksbrønnhode

24 høytrykksbrønnhode

26 første fôringsrørhenger

28 andre fôringsrørhenger

30 tredje fôringsrørhenger

32 indre utboring

34 første fôringsrørstreng

36 andre fôringsrørstreng

38 tredje fôringsrørstreng

40 første fôringsrørhengers tetning

andre fôringsrørhengers tetning

tredje fôringsrørhengers tetning

tetningsring

aktiviseringsring

nesering

låsering

nedre parti av aktiviseringsring

spalte i tetningsring

indre ben på tetningsring

ytre ben på tetningsring

tetningens mothakespor

fôringsrørhengerens mothakespor

innlegg

første fremspring på låsering

andre fremspring på låsering

første utsparing i brønnhode

andre utsparing i brønnhode

gap mellom første fremspring og første utsparing øvre kant på første utsparing

gap mellom andre fremspring og andre utsparing øvre kant på andre utsparing

skrånet bunn på låsering

skulder på fôringsrørhenger

innovervendte overflate på låsering utovervendte overflate på nesering

plant parti på låsering

plant parti på brønnhode

gripeparti på låsering

gripeparti på nesering

hakk i tetningsring

hakk i aktiviseringsring

gjenget parti på tetningsring

gjenget parti på aktiviseringsring

spalte i tetningsring

hull i aktiviseringsring

spalte i låsering

innlegg

indre ben på tetningsring

tetningsringens mothakespor

ytre ben på tetningsring

mothakespor på brønnhode

låsering

tenner på låsering

fortannet profil på brønnhode

monteringsverktøy

kobling for borestreng

håndteringselement for fôringsrørhenger håndteringselement for fôringsrørhengerens tetning fluidstrømning

monteringsverktøyets bevegelse nedover

haker på håndteringselementet for fôringsrørhengeren monteringsverktøyets bevegelse nedover låseringens bevegelse utover monteringsverktøyets bevegelse nedover

Claims

PATENTKRAV

1. Brønnhodeenhet (20), som omfatter:

et hus (24) som har en indre utboring (32) og en innvendig profil (72, 74, 128) anordnet omkring et parti av den indre utboring (32) i huset (24), og

en tetningsenhet (40) tilpasset for å danne en avtetning mellom et rørformet element (26) og huset (24), idet tetningsenheten (40) omfatter:

•et tetningselement (46),

•en aktiviserende ring (48) tilpasset for å bli drevet inn i tetningselementet (46) for å utvide tetningselementet (46) til avtettende inngrep med en innvendig overflate på huset (24) og en ytre overflate på det rørformede element (26), og

•en låsering (52, 124) festet til og understøttet av tetningselementet (46) og som er aksialt bevegelig i forhold til tetningselementet (46) og det rørformede element (26), idet låseringen (52, 124) er tilpasset for å bli drevet utover og inn i den innvendige profil på huset (24), hvorved den aksiale bevegelse av tetningselementet (40) begrenses ved at låseringen (52, 124) og den innvendige profil (72, 74, 128) på huset (24) butter mot hverandre; og

hvor det rørformede element (26) har en skrånet skulder (86), mens låseringen (52, 124) har en første skrånet overflate (84), idet den skrånede skulder (86) på det rørformede elementet (26) og den første skrånede overflate (84) på låseringen (52, 124) er tilpasset for å samvirke for å drive låseringen (52, 124) utover når tetningsenheten (40) og rørelementet (26) butter mot hverandre.

2. Brønnhodeenhet (20) som angitt i krav 1, og hvor låseringen (52, 124) er en splitring.

3. Brønnhodeenhet (20) som angitt i krav 1, og hvor tetningsenheten (40) omfatter en nesering (50) som har en skrånet overflate (90), mens låseringen (52, 124) har en andre skrånet overflate (88), idet den skrånede overflate (90) på neseringen (50) og den andre skrånede overflate (88) på låseringen (52, 124) er tilpasset for å samvirke for å drive låseringen (52, 124) utover når tetningsenheten (40) butter mot det rørformede element (26).

4. Brønnhodeenhet (20) som angitt i krav 3, og hvor låseringen (52, 124) har en første gripeoverflate (98), mens neseringen (50) har en andre gripeoverflate (96), idet den første gripeoverflate (98) og andre gripeoverflate (96) er tilpasset for å samvirke for å løfte låseringen (52, 124) når neseringen (50) løftes fra huset (24) under fjerning av tetningsenheten (40).

5. Brønnhodeenhet (20) som angitt i krav 1, og hvor den skrånede skulder (86) har en oppovervendt skrånet skulder (86).

6. Brønnhodeenhet (20) som angitt i krav 5, og hvor den første skrånede overflate (84) til låseringen (52, 124) har en nedovervendt, skrånet overflate (84).

7. Brønnhodeenhet (20) som angitt i krav 1, og hvor tetningsenheten (40) har en første rekke av mothakespor (62) og rørelementet (26) har en andre rekke av mothakespor (64), hvor den første rekke av mothakespor (62) drives mot den andre rekke av mothakespor (64) når tetningselementet (46) går i inngrep med det rørformede element (26).