NO821342L

NO821342L - PROCEDURE FOR THE APPLICATION OF EQUIPMENT FOR THE PRODUCTION OF HYDROCARBONES FROM A UNDERWATER BROWN AND PRODUCTION EQUIPMENT FOR EXERCISE OF THE PROCEDURE

Info

Publication number: NO821342L
Application number: NO821342A
Authority: NO
Inventors: Michel Lecordier
Original assignee: Coflexip
Priority date: 1981-04-23
Filing date: 1982-04-23
Publication date: 1982-10-25
Also published as: IT8220915A0; FR2504591A1; FR2504591B1; GB2097449A; ES8306213A1; ES512260A0; BR8202358A; IT1151739B

Description

'Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for an-bringelse av utstyr for produksjon av hydrokarboner fra en 'undervannsbrønn, og angår nærmere bestemt posisjonering av produksjonsutstyret på et brønnhode som tidligere er blitt installert etter boring for å bringe den tilsvarende brønn i !produksjon og føre de produserte hydrokarboner til et flytende eller ikke-flytende overflatefartøy. The present invention relates to a method for placing equipment for the production of hydrocarbons from an underwater well, and specifically relates to the positioning of the production equipment on a wellhead that has previously been installed after drilling in order to bring the corresponding well into production and bring the produced hydrocarbons to a floating or non-floating surface vessel.

Når man har bestemt at en brønn skal bringes i produksjon, har man tidligere gått frem på følgende måte: When it has been decided that a well will be brought into production, the following procedure has previously been followed:

i in

Etlter at styrekabler er bragt i stilling ved hjelp av en flytende borerigg, enten ved hjelp av dykkere eller ved hjelp av en! borerørstreng, fjernes beskyttelsespluggen og produksjons- Etlter that control cables are brought into position with the help of a floating drilling rig, either with the help of divers or with the help of a! drill pipe string, the protection plug is removed and production

i in

treet senkes og installeres på borerørstrengen ved hjelp av boreriggen. Når produksjonstreet er tilkoblet, utprøves koblingen ved å trykksette borerørstrengen forbundet med produksjonstreet. Deretter senkes undervannsrør, som omfatter pro-duksjonsrør, servicerør og fjernstyringsledninger, og de kob-les inn på produksjonstreet. Disse operasjoner utføres ved hjelp av et spesialskip og kan omfatte stive eller fleksible rør, samt kan benytte automatiske koblinger og manuelle koblinger, dvs. koblinger utført av dykkere. Etter at disse koblinger er utprøvet ved å sette undervannsrørene under trykk, fortsetter man med å fjerne styrekablene og sette brønnen i produksjon ved å forbinde undervannsrørene med produksjonsutstyr på overflaten. the tree is lowered and installed on the drill string using the drill rig. When the production tree is connected, the connection is tested by pressurizing the drill string connected to the production tree. Underwater pipes, which include production pipes, service pipes and remote control lines, are then lowered and connected to the production tree. These operations are carried out using a special vessel and may include rigid or flexible pipes, and may use automatic connections and manual connections, i.e. connections made by divers. After these connections have been tested by pressurizing the subsea pipes, they proceed to remove the control cables and put the well into production by connecting the subsea pipes to production equipment on the surface.

Det har vist seg i praksis at installasjon av produksjonstreet og utprøvning av dets forbindelse med brønnhodet vanligvis ikke gir spesielle problemer. Dette kan imidlertid ikke sies om arbeidet med legging og tilkobling av undervannsrør til produksjonstreet på dypt vann. It has been shown in practice that installing the production tree and testing its connection with the wellhead usually does not cause any particular problems. However, this cannot be said about the work of laying and connecting underwater pipes to the production tree in deep water.

Klargjøring for produksjon etter disse konvensjonelle frem-gangsmåter nødvendiggjør bruk av flere forskjellige overflate-fartøyer, dvs. en flytende borerigg for installasjon av produks jonstreet , et spesialskip for installasjonen eller legg-ingen, tilkoblingen og utprøvningen av undervannsrørene, og en flytende produksjonsplattform for håndtering av hydrokarbon- 1 brie når brønnen er bragt i produksjon. Preparation for production following these conventional methods necessitates the use of several different surface vessels, i.e. a floating drilling rig for installation of the production tree, a special vessel for the installation or laying, connection and testing of the underwater pipes, and a floating production platform for handling of hydrocarbons when the well is brought into production.

; i ; in

I i In i

Denne rekke av forskjellige overflatefartøyer som brukes på brønnstedet er både tidkrevende og kostbar. This array of different surface vessels used at the well site is both time-consuming and expensive.

I Itillegg vil nedføring av de forskjellige elementer etter tur, dvs. produksjonstreet og deretter undervannsrørene, nødvendiggjøre koblingsprøver etter hver manipulering. In addition, lowering the various elements in turn, i.e. the production tree and then the underwater pipes, will necessitate connection tests after each manipulation.

Foreliggende oppfinnelse foreslår således å tilveiebringe en fremgangsmåte for å bringe produksjonsutstyret på plass, spesielt på større dyp, som gjør det mulig å benytte utstyr som raskt kan gjøres tilgjengelig, som ikke er meget dyrt og som kan benyttes om igjen, og som dertil er lett å arbeide med og vedlikeholde. The present invention thus proposes to provide a method for bringing the production equipment into place, especially at greater depths, which makes it possible to use equipment which can be quickly made available, which is not very expensive and which can be used again, and which is also easy to work with and maintain.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen erkarakterisert vedat undervannsrørene og i det minste et parti av produksjonstreet føres ned fra et enkelt overflatefartøy, idet rørene på forhånd ved overflaten er koblet til nevnte parti av produksjonstreet, at etter at tilkoblingen til brønnhodet av produk-.sjonstreet eller det parti av dette som er blitt senket ved den nedre ende av rørene, blir rørene dreiet på nivå med produksjonstreet og legges langs bunnen ved bevegelse av overflatefartøyet, idet den øvre ende av rørene er forbundet med overflatefartøyet. The method according to the invention is characterized by the fact that the underwater pipes and at least a part of the production tree are led down from a single surface vessel, the pipes being connected beforehand at the surface to said part of the production tree, that after the connection to the wellhead of the production tree or that part of this having been sunk at the lower end of the pipes, the pipes are turned level with the production tree and laid along the bottom by movement of the surface vessel, the upper end of the pipes being connected to the surface vessel.

I en første utførelse består produksjonstreet av ett stykkeIn a first embodiment, the production tree consists of one piece

og senkes ned til brønnhodet hengende i enden av rørene, og plasseres på og forbindes med brønnhodet. and is lowered to the wellhead hanging at the end of the pipes, and placed on and connected to the wellhead.

Med uttrykket undervannsrør i forbindelse med oppfinnelsen menes det produksjons- og serviceledninger såvel som led-ninger for hydraulisk og/eller elektrisk fjernstyring av produks jonstreet . Oppfinnelsen omfatter også rør for adkomst til brønnen for arbeid som skal utføres pr. kabel. The term underwater pipe in connection with the invention means production and service lines as well as lines for hydraulic and/or electrical remote control of the production tree. The invention also includes pipes for access to the well for work to be carried out per cable.

I IN

I en foretrukket fremgangsmåte for iverksetting av oppfinnel- In a preferred method for implementing the invention

I i ■ • rØr, frem-sen er undervannsrørene fleksible rør, f.eks. slike som frem-spilles i større lengder av søkeren. Oppfinnelsen er imidlertid ikke begrenset til fleksible rør, men kan utøves med f i I i ■ • pipes, the underwater pipes are flexible pipes, e.g. such as are played out in greater lengths by the applicant. However, the invention is not limited to flexible pipes, but can be practiced with f i

stive undervannsrør eller stive rør forbundet med produksjonstreet ved hjelp av en kort lengde fleksibelt rør. rigid underwater pipes or rigid pipes connected to the production tree by means of a short length of flexible pipe.

i ■! in ■!

Nédføring av produksjonstreet hengende i undervannsrørene kan ut'føres ved hjelp av styrekabler som. tidligere er bragt i i. 1 Lowering of the production tree hanging in the underwater pipes can be carried out with the help of control cables which. previously has been brought in i. 1

stilling mellom overflatefartøyet og brønnhodet.position between the surface vessel and the wellhead.

Som en variant kan nédføring av produksjonstreet og plasser-i i ' As a variant, lowering the production tree and place-i in '

ing av dette på brønnhodet foregå uten styrekabler ved hjelp av et styresystem som betegnes som en "re-entry cone", idet sokkelplaten av brønnhodet såvel som produksjonstreet er forsynt med et styresystem omfattende en konus og en anleggsring av den type som benyttes ved utføring av arbeid på store dyp. ing of this on the wellhead takes place without control cables using a control system known as a "re-entry cone", as the plinth plate of the wellhead as well as the production tree is provided with a control system comprising a cone and a construction ring of the type used when performing work at great depths.

Ifølge oppfinnelsen er det tatt forholdsregler for., etter forbindelse av produksjonstreet eller et parti av dette med brønnhodet, å få rørene til å dreie på nivå med produksjonstreet og for å legge dem langs bunnen ved å bevege overflate-fartøyet. For dette formål er rørene ved sin nedre ende forsynt med en stigbøylelignende rørbøyle som er i stand til å dreie seg i forhold til produksjonstreet.. According to the invention, precautions have been taken to, after connecting the production tree or a part thereof with the wellhead, to make the pipes rotate at the level of the production tree and to lay them along the bottom by moving the surface vessel. For this purpose, the pipes are provided at their lower end with a stirrup-like pipe bracket which is able to rotate in relation to the production tree.

i in

Det vil forstås at i produksjonsfasen befinner overflatefar-tøyet seg ikke direkte over brønnhodet som er blitt utstyrt. It will be understood that in the production phase the surface vessel is not located directly above the wellhead that has been equipped.

i > in >

Etter fullført eksploatering av brønnen, eller nar det erønskelig å plassere annet produksjonsutstyr på brønnhodet, utføres de ovennevnte fremgangsmåtetrinn i omvendt rekkefølge, slik at produksjonstreet kan heves hengende i undervannsrør-ene, fremdeles ved hjelp av samme overflatefartøy. After the completion of exploitation of the well, or when it is desirable to place other production equipment on the wellhead, the above procedure steps are carried out in reverse order, so that the production tree can be raised hanging in the underwater pipes, still using the same surface vessel.

i i in i

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er i det foregående blitt beskrevet i forbindelse med et produksjonstre i ett stykke, men fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan like godt utøves med et dobbelt tre av typen "Split Tree", som omfatter en bunndel eller sikkerhetsenhet (MVA) og en toppdel eller pro- di uIksjonsenhet (PCA). The method according to the invention has previously been described in connection with a production tree in one piece, but the method according to the invention can just as well be practiced with a double tree of the "Split Tree" type, which comprises a bottom part or safety unit (MVA) and a top part or pro- di uIction unit (PCA).

I dette tilfelle blir den nedre sikkerhetsenhet av produksjonstreet senket hengende i undervannsrørene som angitt i 'i ■ In this case, the lower safety unit of the production tree is lowered hanging in the underwater pipes as indicated in 'i ■

det foregående, og etter dreining av rørene fortsetter man med nedsenkning og befestigelse av produksjonsenheten av produksjonstreet ved enhver egnet nedføringsprpsess, spesielt ye'd hjelp av en borerørstreng. the preceding, and after turning the pipes, one continues with the immersion and fastening of the production unit of the production tree by any suitable descent process, especially ye'd by means of a drill pipe string.

i i in i

■ i ■ ■ in ■

Da| en og samme overflateunderstøttelse benyttes, er det i dette tilfelle, før nédføring av produksjonsenheten, nødven-dig å forlate enden av undervannsrørene ved å feste dem til en neddykket eller delvis flytende bøye, idet rørene kan tas opp igjen av overflatefartøyet etter at produksjonsenheten erj forbundet med sikkerhetsenheten for å gi et komplett produks jonstre. Da| one and the same surface support is used, in this case, before lowering the production unit, it is necessary to leave the end of the underwater pipes by attaching them to a submerged or partially floating buoy, as the pipes can be picked up again by the surface vessel after the production unit is connected with the safety device to provide a complete product jonstre.

Andre fordeler og trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av følg-ende beskrivelse av de utførelseseksempler som er vist på vedføyede tegninger. Other advantages and features of the invention will be apparent from the following description of the design examples shown in the attached drawings.

Fi'g. 1 viser et brønnhode forsynt med produksjonsutstyr under ut'førelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 shows a wellhead equipped with production equipment during execution of the method according to the invention.

i i in i

Fig. 2-6 illustrerer de forskjellige faser av en første ut-førelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 7-12 viser de forskjellige faser av en andre utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 2-6 illustrate the different phases of a first embodiment of the method according to the invention. Fig. 7-12 show the different phases of a second embodiment of the method according to the invention.

i I in I

Fig. 13 og 14 viser et brønnhode utstyrt med en variant av produksjonsutstyret under to faser av utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 13 and 14 show a wellhead equipped with a variant of the production equipment during two phases of carrying out the method according to the invention.

På fig. 1 er det vist et brønnhode 1 som omfatter en sokkel-plate 2 hvorfra det strekker seg et foringsrør 3 ned i sjø-bunnen 4 . In fig. 1 shows a wellhead 1 which comprises a base plate 2 from which a casing pipe 3 extends down into the seabed 4.

På dette brønnhode er det plassert et produksjonstre som som ihélhet et betegnet med 5. Nærmere bestemt er dette i utførel-iséseksempelet vist på fig. 1 den sikkerhetsenhet som danner A production tree is placed on this wellhead, which as a whole is denoted by 5. More specifically, this is in the execution example shown in fig. 1 the security unit that forms

I IN

bunnpartiet av et dobbelt tre, idet treet har et ikke vist 'topparti kalt produksjonsenheten. the bottom part of a double tree, the tree having a top part not shown called the production unit.

I IN

Treet vist på fig. 1 er forsynt med en kobling 6 for tilkobling til brønnhodet og senkes i henhold til oppfinnelsen hengende i fleksible rør betegnet som helhet med 7 og omfattende i det spesielle eksempel på fig. 1 et fleksibelt ser-vicerør 8, et fleksibelt produksjonsrør 9 og en hydraulisk "navlestreng" 10. The tree shown in fig. 1 is provided with a coupling 6 for connection to the wellhead and is lowered according to the invention hanging in flexible pipes denoted as a whole by 7 and comprising in the particular example of fig. 1 a flexible service pipe 8, a flexible production pipe 9 and a hydraulic "umbilical cord" 10.

i i i!I I I!

Rørene 8 og 9 er forbundet med produksjonstreet ved hjelp av svjivelkoblinger hhv. 11 og 12. I det viste eksempel omfatter røret 9 et stivt parti 9'. i i i Pipes 8 and 9 are connected to the production tree by means of swivel joints respectively. 11 and 12. In the example shown, the tube 9 comprises a rigid part 9'. i i i

i in

Rørene 7 er festet til en bøyle 13 som er montert slik at den kan dreie seg i forhold til produksjonstreet ved sine ender 14 og 15. The pipes 7 are attached to a hoop 13 which is mounted so that it can rotate in relation to the production tree at its ends 14 and 15.

i in

Låsemekanismer 16 er anordnet for å forhindre bevegelse av bøylen i forhold til produksjonstreet under nédføring av dette. Anslag 17 er likeledes anordnet for å låse bøylens rotasjon. Locking mechanisms 16 are arranged to prevent movement of the hoop in relation to the production tree during its lowering. Stop 17 is also arranged to lock the hoop's rotation.

i i in i

Det skal så henvises til fig. 2-6 for å beskrive en første implementering av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Reference should then be made to fig. 2-6 to describe a first implementation of the method according to the invention.

i in

i o' i o'

På et brønnhode 1 etter boring utført i sjøbunnen 4 blir styrekabler 19 installert ved hjelp av dykkere fra et over-fljatefartøy 18. Som angitt skjematisk på fig. 3, senkes deretter produksjonstreet 5, hengende i de fleksible rør 7, som mates ut fra samme overflatefartøy 18. I utførelseseksemplet på fig. 2-6 er produksjonstreet av den type som består av én<1>enhet. Styringen bevirkes under nedføringen av styrekab-lerie 19. On a wellhead 1 after drilling carried out in the seabed 4, control cables 19 are installed with the help of divers from a surface vessel 18. As indicated schematically in fig. 3, the production tree 5 is then lowered, hanging in the flexible pipes 7, which are fed out from the same surface vessel 18. In the embodiment in fig. 2-6 is the production tree of the type that consists of one<1> unit. The control is effected during the lowering of control cables 19.

i<1>i<1>

Som det vil ses av fig. 4, settes produksjonstreet 5 ned på brønnhodet, og koblingen 6 låses. As will be seen from fig. 4, the production tree 5 is set down on the wellhead, and the coupling 6 is locked.

■ il..■ ill..

i in

lEtter at koblingen er utprøvet ved at rørene er satt under|trykk, fjernes styrekablene 19. After the connection has been tested by pressurizing the pipes, the control cables 19 are removed.

's6m vist på fig. 5, bringes bøylen 13 til å dreie seg, og i i 's6m shown in fig. 5, the hoop 13 is made to rotate, and in i

joverflatefartøyet 18 beveger seg bort fra brønnhodet over til 'produksjonsstilling, som er vist på fig. 6. the surface vessel 18 moves away from the wellhead to the production position, which is shown in fig. 6.

Det skal nå henvises til fig. 7-12, som illustrerer en andre i. i Reference must now be made to fig. 7-12, illustrating a second i. i

måte for implementering av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. way of implementing the method according to the invention.

i i ■ i i ■

.i .in

Dette utførelseseksempel benytter et dobbelt produksjonstre 1 o■ mifattende en bunndel eller sikkerhetsenhet 5a og en toppdel eller produksjonsenhet 5b. Som det vil ses av figurene 7 - This embodiment uses a double production tree 1 o■ containing a bottom part or safety unit 5a and a top part or production unit 5b. As will be seen from Figures 7 -

i in

9,! blir først bunndelen 5a av produks jonstreet ført ned på9,! first the bottom part 5a of the product ion tree is brought down

i in

samme måte som beskrevet i forbindelse med det første utfør-the same way as described in connection with the first execution

i , in ,

eliseseksempel på fig. 2-6, bortsett fra at det ikke benyttes styrekabler, men istedenfor et konvensjonelt styresystem med "re-entry cone", idet sokkelplaten på brønnhodet og produks jonstreet er forsynt med et system for styring ved hjelp Elise example in fig. 2-6, except that no control cables are used, but instead a conventional control system with "re-entry cone", as the plinth plate on the wellhead and the production tree are equipped with a system for control using

i in

av en konus og en anleggsring.of a cone and a mounting ring.

D! eInne utførelse kan imidlertid utføres ved hjelp av styrekabler, og likeledes kan det første utførelseseksempel utføres uten styrekabler, men med styring ved hjelp av konus og an-legg. D! However, an internal embodiment can be carried out using control cables, and likewise the first embodiment example can be carried out without control cables, but with control using a cone and plant.

! I ! IN

Som det vil ses av fig.- 10, så snart rørene 7 er bragt i produks jonsstilling, blir enden av dem forlatt på en bøye betegnet som undervannsbøye 19, eller på sjøbunnen ved hjelp av eri markørbøye. As will be seen from fig.-10, as soon as the pipes 7 have been brought into production position, the end of them is left on a buoy designated as underwater buoy 19, or on the seabed by means of a marker buoy.

i in

i I in I

Som vist på fig. 11, senkes toppdelen 5b av produksjonstreet deretter ved hjelp av egnede midler fra det samme overflate-fartøy 18 og forbindes med delen 5a, hvoretter enden av rør-ene 7 igjen opphentes av overflatefartøyet 18 for produksjon som vist på fig. 12. As shown in fig. 11, the top part 5b of the production tree is then lowered by means of suitable means from the same surface vessel 18 and connected to the part 5a, after which the end of the pipes 7 is again picked up by the surface vessel 18 for production as shown in fig. 12.

i in

I ■ I ■

Det skal så vises til fig. 13 og 14, som illustrerer en vari- lantutf ørelse av oppfinnelsen. i i Reference should then be made to fig. 13 and 14, which illustrate a variant embodiment of the invention. in i

Fig. 13 er et riss i likhet med fig. 1, og lignende deler har samme henvisningstall som på fig. 1. Bøylen 13 er hengslet på det øvre parti til et kuleledd 20 som utgjør en integrer-ende del av rørene 7 . Fig. 13 is a view similar to fig. 1, and similar parts have the same reference number as in fig. 1. The brace 13 is hinged on the upper part of a ball joint 20 which forms an integral part of the pipes 7 .

Ved sitt bunnparti er rørene forbundet ved hjelp av koblings-<J>stykker 21 til stive rørseksjoner 22 som danner forbindelsen med produksjonstreet. At their bottom part, the pipes are connected by means of connecting pieces 21 to rigid pipe sections 22 which form the connection with the production tree.

I ' • I ' •

På fig. 14 er anordningen på fig. 13 vist i sideriss etter ! drieining av bøylen 13. In fig. 14 is the device in fig. 13 shown in side view after ! three parts of the hoop 13.

Av fig. 14 vil det forstås at dreining av bøylen 13 begrenser l I From fig. 14, it will be understood that turning the hoop 13 limits l I

krumningen av rørpartiet mellom kuleleddet 2 0 ved den øvre ende av bøylen og koblingsstykket 21 ved enden av det fleksible rør. Ytterligere anordninger, som ikke er vist, kan være anordnet på denne rørseksjon for å begrense krumningen, såsom f.eks. hvirvelringer. the curvature of the pipe section between the ball joint 20 at the upper end of the hoop and the coupling piece 21 at the end of the flexible pipe. Additional devices, which are not shown, can be arranged on this pipe section to limit the curvature, such as e.g. vortex rings.

Selv om oppfinnelsen er blitt beskrevet i forbindelse med j sp1esielle utførelseseksempler, vil det være innlysende at disse ikke på noen måte begrenser oppfinnelsen og at oppfinnelsen kan modifiseres og varieres på mange måter Uten å Although the invention has been described in connection with special embodiments, it will be obvious that these do not limit the invention in any way and that the invention can be modified and varied in many ways without

. avvike fra dens ramme eller ånd. . deviate from its framework or spirit.

Claims

1: Method for positioning equipment on a urider water wellhead, which equipment includes a production tree that can be connected to the wellhead and underwater pipes, in particular, production pipes, service pipes and remote control lines that can be connected at one end to the production tree and at the other end to a surface vessel, characterized by the fact that the underwater pipes and at least part of the production tree are led down from a simple surface

If the pipes are connected in advance at the surface to said part of the production tree, that the pipes, after connection to the wellhead of the production tree or the part of what has been lowered at the lower end of the pipes, are turned at the level of the production tree and is laid along the bottom by movement of :

in i

the surface vessel, the upper end of the pipes being connected

with the surface vessel.

IN

in '2.; Method according to claim 1, characterized

iv-ie d that the production tree consists of one unit and is led down

B pm a whole that hangs at the end of the pipes.

in ■

3.j Method according to claim 1, characterized in that the production tree is of a double type. and comprises a bottom part or safety unit and a top part or production unit, the bottom part being lowered hanging at the end of the pipes, and the top part later being lowered and connected to the bottom part.

in

il 14.1 Procedure according to one of the preceding requirements,

! characterized in that, after the tubes are laid along the bottom, the upper end of them is left attached {txl a buoy.

<!> :

;5 J Device for the production of hydrocarbons for implementing the method according to a preceding claim, characterized in that it comprises a production tree provided with means for connection to a wellhead and a plurality of underwater pipes connected to the production tree, j which underwater pipes near their lower end is firmly connected with

! e• n J hoop that is able to rotate in relation to the production tree. |

6. Device according to claim 5, characterized in that the production tree comprises a bottom part or safety unit and a top part or production unit, where the hoop and the pipes are attached to the bottom part of the production tree.

7. Device according to claims 5 and 6, charac-

j sert in that it includes locking means to prevent

movement of the rotatable hoop in relation to the production tree.