NO851551L - Utblaasningssikringsstabler samt fremgangsmaate for strekking av stabel-strekkstenger - Google Patents

Abstract

En forbedret utblåsingssikringsstabel (10) innbefattende et antall stempelventiler (14), en ringventil (12), et antall strekkstenger (18) som innbyrdes forbinder ventilene til en stabel (10), idet stengenes (18) øvre ender er festet til siden på det øvre element i stabelen og stengenes (18) nedre ende er festet til nedre ende av stabelen med festeorganer (46) for å opprettholde strekk-forspenningen i strekkstengene. En forbedret testestuss er anordnet for understøttelse av stabelen (10) og den er forbundet med og utøver en strekk-kraft på strekkstengene som reaksjon på trykk som tilføres i testestussen for å oppnå strekk-forspenningen. Ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse blir komponentene montert i en stabel som understøttes på testestussen (38), strekkstengene blir festet til det øverste element i stabelen (10), testestussens trykkpåvirkbare organer (46) forbindes med strekkstengenes (18) hedre ende, og trykk tilføres testestussens trykkpåvirkbare organer for strekk-forspenning av strekkstengene og tiltrekking av sikringsorganene (24) på enden av strekkstengene for å opprettholde strekk-forspenningen i strekkstengene .

Description

Ved boring av olje- og gassbrønner foregår boringen gjennom utblåsingssikringer (BOP) for å gi den nødvendige mulighet til kontroll over større trykk og utblåsinger. Vanligvis stab-les et antall utblåsingssikringer av avstengertypen (også kalt stempelventiler) oppe på hverandre og med en utblåsingssikring av ringromavstengertypen (også kalt ringventil) på toppen. Gene-relt har det vært vanlig å utstyre hver utblåsingssikring med øvre og nedre halser og flenser eller klemmuffer for å danne den tette forbindelse mellom hver konstruksjon i stabelen. Både ved land- og offshoreboring står høyden av utblåsingssikringsstabelen direkte i forhold til størrelsen av og kostnadene ved boreriggen, dvs. stabler av større høyde krever større rigger og øker således borekostnadene.

En har tidligere forsøkt å fremskaffe en utblåsingssikringsstabel som er forbundet ved hjelp av strekkstenger og ikke krever halser og flenser eller muffer for å frembringe slik forbindelse. U.S. patent nr. 2.749.078 er et eksempel på denne kjente konstruksjonstype. I en slik konstruksjon har godset i stempelventilene åpninger gjennom hvilke strekker seg de bolter som skal holde de enkelte utblåsingssikringer sammen. Muttere skrues på hver ende av boltene for tilstramming av stabelen. Montasjen av en slik stabel på boreriggen innebærer ingen vesentlig høydebe-sparelse i riggen fordi boltene nødvendigvis må senkes ovenfra ned gjennom stabelen, og dette innebærer behov for en høyde i riggen som er omtrent den samme som, om ikke større enn, ved andre kjente stabler.

Strammingen eller strekkingen av strekkstengene i disse kjente anordninger har krevet tiltrekking av mutterne. Det er vanskelig å kontrollere strekket på grunn av de store bolter og variasjonen i friksjonskoeffisienten mellom mutterne og godset de ligger an mot og mellom mutterne og boltene. Når slike kjente stabler er blitt brukt blir de fortrinnsvis satt sammen og boltene strukket før de overføres til borestedet. Dette fører til at riggutstyret må håndtere den ferdige stabel og ikke bare be-vege den fra testestussen til installasjonsstedet på brønnhodet. Videre er moderne høytrykks BOP-stabler med stor boring, f.eks. med 18 3/4" (476 mm) innvendig diameter og et arbeidstrykk på 103,4 MPa for store og for tunge til å kunne håndteres på enkel måte når de monteres.

U.S. patent nr. 3.015.975 viser en trykkpåvirkbar anordning for strekking av en bolt. I en slik anordning skrues mutteren på bolten og den trykkpåvirkbare anordning forbindes med den utstikkende ende av bolten over mutteren. Når trykk påføres strekkes bolten. Veiv- og tannhjulsarrangementet dreier en skru-nøkkel i anordningen for å bringe mutteren i fast anlegg mot overflaten for å opprettholde strekket, og etter trykkavlast-ning fjernes anordningen.

U.S. patent nr. 4.268.011 og GB patent nr. 1.492.064 viser trykkpåvirkbare strekkanordninger som innbefatter anordninger for strekking av parvise bolter.

GB patent nr. 1.507.606 og SU patent nr. 541.661 viser trykkpåvirkbare anordninger for strekking av en rekke bolter under påvirkning av trykk for å opprette strekket i boltene hvoretter mutterne tiltrekkes for å opprettholde dette forspente strekk.

Foreliggende oppfinnelse angår en forbedret fremgangsmåte og anordning for bruk ved boring av brønner. Anordningen omfatter en utblåsingssikringsstabel som er sammenføyet ved hjelp av strekkstenger og en testestuss med organer for inngrep med nedre ende av strekkstengene og trykkpåvirkbare organer for å gi en kraft for å strekke stabel-strekkstavene når stabelen er under-støttet på testestussen. Fremgangsmåten går ut på å plassere stabelen på testestussen, montere strekkstengene på stabelen, forbinde testestussens inngrepsorganer med nedre ender av strekkstengene, levere et trykkfluid til stussens trykkpåvirkbare organer for å strekke strekkstengene, tiltrekking av mutterne på strekkstengene, fjerning av trykkfluid og løsgjøring av feste-stussens inngrepsorganer fra strekkstengene. Den forbedrede stabel omfatter et antall utblåsingssikringer av stempel- eller avstengertypen, en ringventil, organer for avtetting mellom ut-blåsingssikringene når de er montert i en stabel, et antall strekkstenger, organer for å feste øvre ende av strekkstengene til ringventilen og organer gjennom hvilke de nedre ender av strekkstengene strekker seg på den nedre ende av utblåsings-sikringene og muttere på øvre ende av strekkstengene for å opprettholde forspent strekk i strekkstengene.

Denne oppfinnelse medfører en vesentlig kortere BOP-stabel sammenlignet med en BOP-stabel med konvensjonelle koplingsorganer såsom flenser eller klemmuffer. Som eksempel på høyde- reduksjon kan nevnes en typisk BOP-stabel på 476 mm og 103,4 MPa bestående av 4 stempelventiler, 1 ringventil, samt en hydraulisk spennhylsekopling på bunnen. En slik stabel vil med konvensjonelle koplingsorganer ha en høyde på ca. 8,13 m, mens bruk av en BOP-stabel ifølge foreliggende oppfinnelse vil gi en høyde på bare ca. 6,35 m. Denne reduksjon på 1,78 m i stabelhøyde vil gjøre det mulig for mange borerigger som nå på grunn av høyde-begrensning benytter 346 mm BOP-stabler, å skifte til 476 mm BOP-stabler for derved å kunne bore mange brønner som de ellers ikke ville ha vært kvalifisert til å bore.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe

en forbedret fremgangsmåte og anordning for bruk ved boring av en brønn, som tillater bruk av en kortere borekonstruksjon.

Et annet formål er å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte og anordning av den beskrevne type som tillater levering av enkle modulkomponenter av utblåsingssikringsstabelen inntil stabelen skal monteres på brønnen.

Et ytterligere formål er å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte og anordning som tillater strekking av utblåsings-sikringsstabelens strekkstenger uten vesentlig øking av bore-konstruks jonens byggehøyde.

Enda et formål er å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte og anordning som gir en hurtig, enkel og nøyaktig strekking av strekkstengene som forbinder en utblåsingssikringsstabel på

en offshore-borekonstruksjon.

Enda et formål ved foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en forbedret utblåsingssikringsstabel som enkelt og hurtig kan monteres ved riggen og som både har en redusert høyde og som ikke krever ytterligere rigghøyde over det som er nødvendig for dens håndtering og montering.

Ovennevnte samt andre formål og fordeler ved foreliggende oppfinnelse er nærmere beskrevet i det følgende i tilknytning til tegningene hvor: Figur 1 er et oppriss av den forbedrede stabel ifølge foreliggende oppfinnelse. Figur 2 er et grunnriss av den forbedrede stabel vist i figur 1.

Figur 3 er et snitt langs linjen 3-3 for å vise organene

for befestigelse av strekkstengenes øvre ender til ringventilen.

Figur 4 er et oppriss med deler fjernet for å vise anordningen for strekking av stabelens strekkstenger.

Det er vanlig praksis at der på boreriggen anordnes en testestuss på hvilken en utblåsingssikringsstabel kan plasseres for montering og trykktesting av stabelen før den nedsenkes i stilling på brønnhodet. Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en forbedret testestuss som, kombinert med den forbedrede stabel og dens strekkstenger, gir de ønskede fordeler, som nærmere for-klart i det følgende.

Den forbedrede utblåsingssikringsstabel 10 ifølge foreliggende oppfinnelse som vist i figur 1, omfatter en øvre ringventil 12 med kropp 13, et antall stempelventiler 14 med kropper 15, en fjernstyrt koplingsinnretning 16, såsom en spennhylsekopling, og strekkstenger 18 som holder de enkelte komponenter fast sammen i et avtettet forhold. Passende tetningsringer 19

er anordnet i spor mellom hver av komponentkroppene for å sikre slikt avtettet forhold.

Strekkstengene 18 omfatter en innretning 20 for å feste dem til den nedre del av ringventilkroppen 13 og de strekker seg nedad forbi sidene på stempelventilene 14, gjennom en øvre flens 22 på koplingsinnretningen 16 og de er festet ved hjelp av muttere 24 som er påskrudd de deler av strekkstengene 18 som strekker seg under flensen 22. Innretningen 20 for befestigelse av strekkstengenes 18 øvre ende til ringventilen 12, som vist i figur 2

og 3, omfatter strekkstangflenser 26 som rager ut fra øvre ende av strekkstengene 18 og står i inngrep med motsvarende spor 28

i utsiden av nedre del av ringventilkroppen 13 og i de motsvarende spor på innsiden av klemmer 32. Klemmene 32 er festet til ringventilhuset 13 ved hjelp av bolter 34 som strekker seg inn i kroppen 13, og ved hjelp av muttere 3 6 som er skrudd på boltene 34. Strekkstangflensenes 26 størrelse og inngrep i sporene 28

og 30 er konstruert for å gi festeinnretningen 20 tilstrekkelig konstruksjonsmessig fasthet til å sikre korrekt strekking av strekkstengene 18.

Når stabelen 10 skal settes sammen for installering, finner denne sammensetning sted på boreriggen idet koplingen 16 som vist i figur 4 plasseres på testestussen 38 og de øvrige komponenter i stabelen 10 plasseres i ønsket stilling på denne med tetningsringer 19 i sporene mellom hver komponent. Strekk stengene 18 blir så anbragt gjennom koplingsflensen 22 med deres flenser 26 plassert i sporene 28 i kroppen 13 og sporene 30 i klemmen 32 og festet ved hjelp av bolter 34 og muttere 36.

Testestussen 38 er vanligvis fast festet til boreriggkon-struksjonen og omfatter sylindre 40, en for hver strekkstang 18, med stempler 42 plassert i sylindrene og dekselringer 44 festet til stussens 38 øvre overflate i et tettende forhold til stempel-stenger 46 og stussen 38. Stemplene 42 som er plassert i sylindrene 40 reagerer på trykk i sylindrene 40 over og under stemp--lene 42. Sylindrene 40 er forbundet med portåpninger 50 over stemplene 42 og med portåpninger 52 under stemplene 42. Stempelstengene 46 har innvendige gjenger 47 slik at de kan innskrues på de nedre ender 49 av strekkstengene 18. En stuss-overgang 54 er plassert på stussens 38 øvre sentrale parti og har et rør-formet utspring 56 som strekker seg inn i stussens 38 sentrale hulrom 58 med en tetningsring 60 som danner en mellomliggende tetning. En tetningsring 62 danner en tetning mellom koplingen 16 og overgangen 54. Overgangen 54 er gitt en passende utvendig form for inngrep med koplingsmekanismen i koplingen 16. En port-åpning 64 strekker seg inn i testestussen 38 og kommuniserer med hulrommet 58 og innsiden av rørutspringet 56 på overgangen 54. Testetrykk for trykktesting av stabelen 10 leveres gjennom og utløses fra portåpningen 64.

Når stabelen 10 er montert på testestussen 38 med strekkstengene 18 festet til ringventilen 12 ved hjelp av klemmene 32, mutterne 36, og boltene 34, blir stempelstengene 46 innskrudd på strekkstengenes 18 nedre ender 49. Overgangen 54 forbindes direkte med koplingen 16 ved påvirkning av koplingens 16 koplingsorganer. Strekketrykk tilføres samtidig gjennom alle åpningene 50 slik at alle stemplene 48 tvinges nedad samtidig med samme kraft. Denne kraft overføres direkte til strekkstengene 18. Det tilførte trykk reguleres slik at den ønskede strekk-forspenning oppnås i strekkstengene 18. Når strekkstengene 18 er riktig strukket blir mutterne 24 tiltrukket mot flensen 22 for å opprettholde slik strekk-forspenning i strekkstengene 18. Så snart strekkbelastningen er ansatt og sikret kan strekketrykket av-lastes. Testetrykket kan så tilføres gjennom portåpningen 64

for trykktesting av stabelen 10.

Etter en vellykket trykktesting løses stempelstengene 46

og strekkstengenes 18 nedre ende 49 fra hverandre og koplingen 16' frigjøres fra stuss-overgangen 54, slik at BOP-stabelen 10

er klar til å monteres på brønnhodet.

Selv om tegningene og ovenstående beskrivelse viser den foretrukne utføringsform av testestuss for oppnåelse av strekk-forspenning i strekkstengene, skal det forstås at de trykkpåvirkbare organer kan være et sentralt stempel som tvinger stabelen oppad med passende strekkstangankere for befestigelse av strekkstengenes nedre ender mot bevegelse. Videre kan stemplene 42 være et enkelt ringstempel med et skaft forbundet med hver strekkstang. Den foretrukne form har den fordel at den sikrer at det forutvalgte strekkstangstrekk påføres hver strekkstang og at det ikke er avhengig av graden av sammenskruing mellom skaftene og strekkstengene.

Claims (9)

1. Anordning for boring omfattende et antall utblåsingssikringer av stempelventiltypen, en utblåsingssikring av ringventiltypen med organer på utsiden for befestigelse av øvre ende av et antall strekkstenger på siden av ringventilen, en flens under den nederste del av utblåsingssikringsstabelen med et antall vertikale åpninger gjennom flensen, et antall strekkstenger som strekker seg fra den nedre del av ringventilen og gjennom åpningene i flensen med organer på øvre ende av hver strekkstang for å holde den i stilling, som strekker seg gjennom flensen og muttere på de nedre ender under flensen for å opprettholde strekk-forspenning i strekkstengene, samt en testestuss på hvilken stabelen er innrettet til å hvile og som har organer for inngrep med de nedre ender av strekkstengene, trykkpåvirkbare organer for utøvelse av en strekk-forspenning på strekkstengene for å tillate omdreining av mutterne mot flensen for å opprettholde■strekk-forspenningen.

2. Strekkanordning for strekking av strekkstengene som holder en utblåsingssikringsstabel sammen, omfattende en testestuss med organer for inngrep med de nedre ender av strekkstengene og trykkpåvirkbare organer for utøvelse av en strekkbelastning på strekkstengene hvorved det ønskede forspenningsstrekk ansettes i strekkstengene.

3. Anordning for bruk på en rigg for boring av en brønn omfattende en utblåsingssikringsstabel innbefattende et antall elementer med en flens på det nedre stabelelement og strekkstenger som strekker seg gjennom flensen og er festet til det øvre stabelelement for å sammenbinde stabelelementene i et tett forhold og festeorganer på strekkstengenes nedre ender, samt en testestuss som er innrettet til å oppta stabelen på seg og har organer for inngrep med strekkstengenes nedre ender og trykkpåvirkbare organer for utøvelse av en kraft på strekkstengene for strekk-forspenning av strekkstengene for å muliggjøre tiltrekking av festeorganene på deres nedre ender for å opprettholde strekk-forspenningen i strekkstengene.

4. Anordning for bruk på en borerigg for understøttelse og strekking av strekkstengene i en utblåsingssikringsstabel omfattende en testestuss som har strekkstanginngrepsorganer og trykkpåvirkbare organer, hvilke trykkpåvirkbare organer er plassert for å utøvre en kraft på strekkstengene for å strekk-forspenne strekkstengene.

5. Anordning ifølge krav 4 hvor de trykkpåvirkbare organer omfatter et stempel som er forbundet med hvert av strekkstang-inngrepsorganene og er plassert i et hulrom i testestussen, portåpninger som strekker seg gjennom testestussen inn i øvre ende av hulrommene, og portåpninger som strekker seg gjennom testestussen inn i nedre ende av hulrommene.

6. Fremgangsmåte for strekk-forspenning av strekkstengene i en utblåsingssikringsstabel på en borerigg som har en testestuss med strekkstang-inngrepsorganer og trykkpåvirkbare organer for utøvelse av en kraft på strekkstengene, omfattende plassering av stabelen på testestussen på riggen, trykk-kopling av strekkstengene som er festet til det øvre stabelelement til inngrepsorganene på testestussen, levering av trykkfluid til de trykkpåvirkbare organer for å utøve -en kraft på strekkstengene for strekk-forspenning av strekkstengene, tiltrekking av festeorganer på nedre ende av strekkstengene for å gi strekkstengene deres strekk-forspenning, samt frigjøring av inngrepsorganene fra nedre ende av strekkstengene.

7. Utblåsingssikringsstabel omfattende et antall utblåsingssikringer av stempelventiltypen plassert på hverandre, en utblåsingssikring av ringventiltypen plassert oppe på den øverste stempelventilen for fullføring av stabelen, et antall strekkstenger for sammenholding av stabelen, organer for befestigelse av øvre ende av hver av strekkstengene til sidene på ringventilen, og organer for å feste nedre ende av hver strekkstang til nedre ende av stabelen etter at strekkstengene er blitt strekk-forspent, idet befestigelsen av nedre ende av strekkstengene er tilstrekkelig til å opprettholde strekk-forspenningen i strekkstengene, idet de øvre strekkstang-festeorganer tillater strekkstengene å festes på siden av ringventilen.

8. Utblåsingssikringsstabel ifølge krav 7 hvor festeorganene for befestigelse av strekkstengenes øvre. ender til siden av ringventilen omfatter et antall ringformete flenser som strekker seg radielt utad fra øvre ende av hver av strekkstengene, et antall halvspor i utsiden av den øvre ringventilkropp for å oppta de øvre ender av hver av strekkstengene, klemmer med innvendige halvspor for å oppta de øvre ender av strekkstengene når de er plassert mot ringventilkroppen, og organer for befestigelse av klemmene til ringventilkroppens sider for å feste øvre ende av hver av strekkstengene i slik posisjon.

9. Utblåsingssikringsstabel ifølge krav 8 omfattende en fjernstyrt kopling som er plassert under den nederste stempel-ventil og har en flens som strekker seg radielt utad utenfor stempelventilenes sider, hvilken koplingsflens har et antall gjennomgående åpninger for å oppta de nedre ender av strekkstengene, og muttere som er gjenget på de nedre ender av strekkstengene under koplingsflensen etter at strekkforspenningen er ansatt i hver av strekkstengene.