NO842623L

NO842623L - Broennforingskobling

Info

Publication number: NO842623L
Application number: NO842623A
Authority: NO
Inventors: Randy Paul Nichols
Original assignee: Fmc Corp
Priority date: 1983-06-29
Filing date: 1984-06-28
Publication date: 1985-01-02
Also published as: US4519633A; BR8403200A; FR2548261A1; GB2142402B; SG68186G; FR2548261B1; GB8416476D0; CA1220417A; GB2142402A

Description

Oppfinnelsen angår rørkoblinger og især koblinger for fastspenning til undervannsborehoder med foringsrør, rør eller andre stigrør.

Kjent praksis ved utvinning av petroleumsfore-komster offshore er å bore flere produksjonsbrønner fra en boreplattform og deretter plugge brønnene ved havbunnen inntil en produksjonsplattform er installert på overflaten. For å starte produksjon fra en undervannsbrønn, føres et marint stigrør fra produksjonsplattformen og forbindes med undervannsborehodet, en prosedyre som generelt betegnes som gjenopptatt festing til borehodet og ulike typer koblinger er tilgjengelige for dette formål.

Den foreliggende oppfinnelse frembringer flere forbedringer ved slike kjente koblinger.

Den foreliggende oppfinnelse angår en rørkobling som har spesielt fordelaktige bruksegenskaper som tilkobling til undervannsbrønnhoder.

En kobling ifølge den foreliggende oppfinnelse forenkler tilkobling eller annen kobling av et foringsrør eller annet rør til undervannsbrønnhodet eller en annen fjern mottaker, for derved å etablere en trykktett, metall mot metall, tetning, vanligvis med en foringsrørhenger i brønnhodet. Den beskrevne kobling omfatter et legeme eller overgang med gjenger for å feste den til et stigrør, en krage som omgir overgangen og som har antidreiekiler nær den øvre ende og en ekspanderbar låsering nær den nedre ende, og en aktuatormutter som omgir og er gjenget til overgangen og som ikke roterbart er forbundet med kragen. Kilene mot rotasjon samvirker med spor i mottakeren for å hindre rotasjon av kragen når koblingen installeres, idet rotasjon av stigrøret ved overflaten forårsaker rotasjon av overgangen i forhold til kragen og aktuatormutteren og resulterer i aksial bevegelse av overgangen og kragen i forhold til mutteren, ekspansjon av låseringen i et spor i mottaksanordningen og etablering av en metall mot metalltetning mellom den nedre ende (nesen) av overgangen og en indre anleggsskulder på mottaksanordningen.

På tegningen viser fig. 1 et sideriss, hvorav den høyre halvdel i snitt og den venstre halvdel i riss, av en foringsrørkobling til en undervannsbrønn ifølge den foreliggende oppfinnelse, fig. 2 viser et snitt langs 2-2 pa fig. 1, fig. 3 viser et sideriss i redusert skala og med fjernede deler, av koblingen på fig. 1, festet til et stig-rør og i stilling i et undervannsbrønnhode, fig. 4 viser et forstørret delsnitt av koblingen og brønnhodet på fig. 3 og fig. 5 viser i motsetning til fig. 4 koblingen i dens ende-lige stilling hvor den er låst til brønnhodet.

Slik det best er vist på fig. 1 og 2 omfatter en kobling 10 ifølge den foreliggende oppfinnelse en konstruk-sjon med en rørformet overgang 12, en antirotasjonskrage 14 som omgir overgangen 12, et par halvsirkelformede ringsegmenter 16 som holder kragen og er fjernbart festet til den øvre ende av kragen 14 med bolter eller hodeskruer ( ikke vist), fire antiroteringskiler 10 (hvorav kun tre er vist) som i avstand omgir og strekker seg ut fra kragen 14, en aktuatormutter 20 som omgir og er skrudd med gjenger til overgangen 12, og en i aksialretning splittet ekspanderbar låsering 22 som omgir overgangen 12 over mutteren 20. En ringformet fjærende tetning 24 danner en fluidtrykksperre mellom overgangen 12 og kragen 14 og den samme funksjon mellom overgangen 12 og mutteren 20 dannes av ringformede fjærende tetninger 26, 28. En skjærtapp 30 hindrer relativ rotasjon mellom overgangen 12 og kragen 14 og et par anti-rotas j onskiler 32 på kragens 14 ytre flate samvirker med et par langsgående slisser 34 på mutterens 20 indre flate for å hindre relativ rotasjon, mens relativ aksial bevegelse er forenklet mellom kragen og mutteren. En snapring 36 er anordnet i et ytre ringformet spor på overgangen 12 nær aktuatormutterens 20 nedre ende og hindrer uforvarende fjerning av mutteren fra overgangen.

Slik det er vist på fig. 1 har hvert ringsegment 16 et innadragende flenslignende parti 16a som er anordnet i et ytre ringformet spor 33 på overgangen 12 for å hindre relativ aksial bevegelse mellom kragen 14 og overgangen. Antirotasjonskilene 18 som, slik det er forklart nedenfor, hindrer rotasjon av kragen 14 i forhold til borehodet eller en annen mottaksanordning i hvilken koblingen 16 er installert, er festet til kragen 14 med hodeskruer 40 på en slik måte at radial bevegelse av kilene i forhold til kragen tillates, og flere spiralfjærer 42 trykker kilene mot deres viste ytterste stilling.

Låseringen 22 er i den naturlige sammentrukne stilling anordnet mot en aksial ringflate 44 på utsiden av kragen 14 like over aktuatormutteren 20. Pa kragen 14 over flaten 44 er en annen aksial ringflate 46 med betydelig større diameter enn flaten 44 og en ringformet skråstilt kamflate 48 strekker seg oppad og utad mellom flatene 44, 46. Låseringens 22 øvre indre kant er avfaset slik at den danner en kamflate 50 som samvirker med kragens kamflate 48 for å forårsake ekspansjon av ringen når kragen beveges aksialt nedover i forhold til aktuatormutteren 20 ved rotasjon av overgangen 12 for å låse koblingen 10 til et brønn-hode, slik det forklares nedenfor. En radial stoppflate 2 og 5 strekker seg utad fra ringflatens 46 øvre ende og hindrer ytterligere relativ aksial bevegelse mellom kragen 14 og låseringen 22. Koblingen 10 er spesielt konstruert for feste til en brønnforingsstreng 60 i et undervannsbrønn-hode, eksempelvis brønnhodet 62 vist på fig. 3-5. Som vist pa fig. 3 bæres foringsrøret 60 i brønnhodet 62 av en riflet foringsrørhenger 64 og en pakningsanordning 66 danner en tetning mot fluidtrykk mellom hengeren 64 og den tilstøtende foringsrørhenger 68 med større diameter, på kjent måte. Pakningsanordningen 66 omfatter en ringformet låsespindel 70 mot hvilken den nedre endeflate 20a av aktuatormutteren 20 kommer til anlegg når koblingen 10 bringes ned i brønn-hodet 62 ved hjelp av et stigrør 72 til hvilket den øvre ende av koblingsovergangen 12 er gjenget, som vist ved 74.

Følgelig, slik det best sees på fig. 4, senkes koblingen 10 ved sammenkoblingen mellom foringsrøret 60 og stigrøret 72, ned i foringsrørhengeren 68 inntil aktuatormutteren 20 kommer til anlegg mot låsespindelen 70. Stigrø-ret 72 roteres deretter, likeledes roteres derved koblingen 10 inntil antirot ilene 18 slaes ut fra deres indre stilling (ikke vist) i aksiale slisser 76 (ikke vist) i et ringformet spor 78 i hengerens 63 boring og hindrer derved ytterligere rotasjon av kragen 14 og også aktuatormutteren 20 som, slik det er beskrevet ovenfor, ved hjelp av kiler 32 og slisser 34 er koblet ikke roterbar til kragen 14.

Stigrøret 72 roteres deretter ytterligere slik at tappen 30 avskjæres og overgangen 12 roteres i forhold til kragen 14 og mutteren 20. Når denne rotasjon fortsetter vil overgangen 12 og kragen 14 beveges nedover i forhold til mutteren 20 og låseringen 22 og bringer således kragens kantflate 48 til anlegg mot ringen på utsiden i et ringformet spor 80 i hengerens 68 boring og plasserer deretter kragens øvre ringformede flate 46 bak ringen for å låse denne i dens utstrukkede stilling som vist på fig. 5.

Ytterligere rotasjon av stigrøret 72 og overgangen 12 vil deretter bringe den nedre ende eller nese 12a av overgangen i kontakt med en ringformet anleggsskulder 82 i hengerens 68 boring og hindrer derved ytterligere nedad-gående bevegelse av overgangen. Fortsatt rotasjon og den gjengede forbindelse 84 mellom overgangen 12 og aktuatormutteren 20, vil sammen presse mutteren bort fra låsespindelen 70 og bevege den opp inntil dens øvre ende 20b ligger an mot låseringen 22. Ytterligere dreining av stigrøret 82 utvirker krefter som påføres gjennom aktuatormutteren 20 og den utvidede låsering 22, til skulderen 82a på sporet 80 i hengeren og når disse krefter stiger, grunnet friksjon, vil en reaksjonskraft samtidig og like stor påføres gjennom overgangens nese 12a til anleggsskulderen 82 på hengeren. Som vist på fig. 5 resulterer dette i en låsing av koblingen 10 og hengeren 63 og også i etableringen av en trykktett metall mot metalltetning mellom overgangens nese 12a og hengerens anleggsskulder 82a.

Frigjøring av koblingen 10 fra hengeren 68, eksempelvis for etterfølgende fjerning av koblingen fra borehodet, utføres enkelt ved rotasjon av stigrøret 72 i motsatt retning. Denne rotasjon frigjør kreftene, beveger aktuatormutteren 20 tilbake til dens opprinnelige stoppstilling på låsespindelen 70 og bringer deretter overgangen 12 til å bevege seg oppover. Når overgangens ringformede 44 flate når låseringens 22 nivå, trekker ringen seg sammen til sin opprinnelige stilling som vist på fig. 1, 3 og 4, hvoretter koblingen 10 kan trekkes tilbake fra brønnhodet, ganske enkelt ved å løfte stigrøret 72.

Blant flere fordelaktige trekk ved koblingen ifølge den foreliggende oppfinnelse er at det ikke kreves noe verktøy, annet enn foringsrøret, røret eller en annen rørstreng til hvilken koblingen er festet, for å plassere, tilbakehente, aktivere eller sammenkoble koblingen, selv om andre verktøy kunne benyttes i sammenheng med koblingen om ønsket. Videre oppstår alle antirotasjonseffekter i et slisset spor i foringsrørhengeren eller en annen mottaksanordning ved et nivå nær den øvre ende av den plasserte og låste kobling, istedenfor i en pakning eller en borehulls-spindel hvor rotasjonen kunne bli skadelig. Et annet ukom-plisert og ønskelig trekk foreligger ved den aktuelle metode ved at det kun kreves direkte rotasjon, enten høyrevendt eller venstrevendt for å gjennomføre forbindelsen og enkel rotasjon i motsatt retning benyttes for å oppnå full frigjø-ring av koblingen fra mottaksanordningen.

Claims

1 . Rørkobling især for feste til et undervannsbore-hode med et foringsrør, KARAKTERISERT VED at den omfatter en rørformet festeovergang, en hylselignende krage som omgir overgangen, antirotasjonsanordninger for løsbart å feste kragen til en mottaksanordning i hvilken koblingen er montert, en aktuatormutter som omgir overgangen, anordninger for å sammenkoble overgangen og mutteren for å forenkle relativ aksial bevegelse mellom overgangen og mutteren på grunnlag av rotasjon av overgangen i forhold til mutteren, anordninger for sammenkobling av kragen og mutteren for å forenkle relativ aksial bevegelse og hindre relativ rotasjonsbevegelse mellom dem, og låseringanordninger som omgir kragen og kan utvides fra en sammentrukket stilling ved aksial bevegelse av kragen i forhold til mutteren.

2. Kobling ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den omfatter holdeanordninger som sammenkobler kragen og overgangen og hindrer relativ aksial bevegelse mellom disse.

3. Kobling ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at holde-anordningen omfatter flere bueformede ringsegmenter som hvert har anordninger for å sikre segmentet til overgangen, og anordninger for å sikre segmentene til kragen.

4. Kobling ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den har avskjærbare anordninger for sammenkobling av kragen og overgangen for å hindre relativ rotasjon.mellom disse.

5. Kobling ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at anti-rotas j onsanordningen omfatter minst én kile som er anordnet på kragen radialt bevegelig og anordninger som fjærende trykker kilen mot dens fullt ustrukkede stilling.

6. Kobling, ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at den har fire kiler og at de fjærende trykkanordninger omfatter spiralfj ærer.

7. Kobling ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at anord-ningen for sammenkobling av kragen og mutteren omfatter minst én antirotasjonskile og minst én antirotasjonssliss for samvirke med kilen.

8. Kobling ifølge krav 7, KARAKTERISERT VED at anti-rotas j onski len strekker seg fra kragens nedre endeparti og at antirotasjonsslissen er anordnet i mutterens øvre endeparti .

9. Kobling ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at anord-ningene for sammenkobling av overgangen og mutteren omfatter gj enger.

10. Kobling ifølge krav 9, KARAKTERISERT VED at rotasjon av overgangen i forhold til mutteren bringer kragen til å beveges aksialt mot mutteren og ekspandere låseringanordningen.

11. Kobling ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at overgangen omfatter en første ringformet flate mot hvilken låseringanordningene ligger an når de befinner seg i den tilbaketrukne stilling, en andre ringformet flate om hvilken låseringanordningene hviler når de befinner seg i deres fullt utstrukkede stilling, og en ringformet kamflate mellom og som kobler sammen første og andre ringformede flate.

12. Kobling ifølge krav 11, KARAKTERISERT VED at den andre ringformede flate virker som lås for låseringanordningen i dens utstrukkede stilling.

13. Kobling ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at anti-rotas j onsanordningen er anordnet i det øvre endeparti på kragen, idet det øvre endeparti av aktuatormutteren ligger an mot det nedre endeparti av kragen, og at låseringanordningen i sin tilbaketrukne stilling ligger an mot en første ringformet flate på kragen, over aktuatormutteren.

14. Kobling ifølge krav 13, KARAKTERISERT VED at rotasjon av overgangen i forhold til kragen og mutteren bringer låseringanordningen til å ekspandere og innta sin utstrukne stilling på en andre ringformet flate på kragen.

15. Kobling ifølge krav 14, KARAKTERISERT VED at den andre ringformede flate låser låseringanordningen i en ustrukket stilling.

16. Kobling ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at kragen omfatter enn første ringformet flate mot hvilken låseringanordningen ligger an i en sammentrukket stilling, en andre ringformet flate om hvilken låseringanordningen er anordnet i en utstrukket stilling, en ringformet kamflate mellom første og andre ringformede flater, og at en radial anleggs-flaté er aksialt anordnet i avstand fra kamflaten og strekker seg radialt fra den andre ringformede flate.