NO854014L - Sammenkoplingsanordning. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører apparatur for oljeutvinning til havs og særlig en forbindelsesanordning og framgangsmåte for å forbinde et forbindelses-rør (tieback casing) til en undersjøisk brønn.

Oljebrønner til havs kan bores fra et borefartøy eller en rigg, og deretter skjer utvinningen ved en platt-form. Typisk blir en brønn, når den er boret ned i dypet, tettet, et beskyttende lokk blir installert, og bore-fartøyet blir flyttet til et annet brønnområdet. Plattformen blir så flyttet til en stilling over brønnen, lokket blir fjernet og forbindelsesrør blir ført fra plattform-dekket til brønnen. Rørledninger blir så ført ned, over-flateproduksjonstrær installert, og utvinningen fra brønnen skjer på konvensjonell måte.

En vanskelighet opptrer imidlertid fordi det er nesten umulig å innstille plattformen rett over brønn-systemet, og selv om forbindelsesrørrekken føres gjennom føringer ved forskjellige nivå, opptrer fremdeles fram-spring o.l., og problemet er særlig akutt der det er vinkelformet skjevinnstilling i nærheten av brønnsystemet der forbindelsesrøret skal forbindes med brønnen.

Det er blitt brukt trakter i forbindelses-anordninger for å eliminere innstillingsproblemet og hindre skade på gjengene enten i brønnsystemet eller i anordningen i det de går i inngrep, som vist f.eks. i US-patenter nr. 4 343 495 og 4 408 782. Disse traktene innstiller anordningen med brønnsystemet før inngriping med de tilpassete gjengene. Etter innstilling, ble tilleggsutstyr brukt for å gjenge

forbindelsesanordningen inn i systemet og for å aktivere tettingene der inne. Selv ikke med en slik trakt og tilleggsutstyr kan de eksisterende forbindelsesanordningene gå i inngrep dersom det er stor vinkelformet skjevinnstilling over 2°, og forsøk på å lage sammenføyninger med slik skjevinnstilling resulterte i ugunstig fylling av gjengene og riving av dem.

Forbindelsesanordningen og framgangsmåten for å forbinde forbindelsesrør til brønnsystemet, i dette til-fellet en rørhenger , som eliminerer det forannevnte problemet med skjev innstilling omfatter et legeme som har festeorgan eller tapper for inngriping med J-slisser i rør-hengeren. Sporene i J-slissene er brede nok til å kom-pensere for skjevinnstilling av anordningen i forhold til rørhengeren idet anordningen når brønnen ved å tillate inn-komst av noen av festeorganene i den første innstikkingen av anordningen i rørhengeren som så dirigerer de resterende festeorganene inn i deres respektive J-slisser før slutt-innstillingen av anordningen i hengeren.

Anordningslegemet har en avsmalnende flate som virker som føring ved den første innstikkingen og er utstyrt med en utvendig gjenget ring som er roterbar ved en føringsanordning etter

fullstendig inngriping i J-slissene av festeorganene for å låse festeorganene i J-slissene, for å klemme anordningen i nøyaktig innstilling med rørhengeren, og for å komprimere tettingen mellom anordningen og rørhengeren.

Det vil være klart for fagfolk at siden det er festeorganene og J-slissene som danner forbindelsen mellom anordningen og rørhengeren, at siden gjengene på anordningslegemet og ringen brukes bare etter at forbindelsen er laget, og at siden gjengene aldri går ut av inngrep, har en eliminert at en må stole på evnen til å danne gjengeforbindelse med tilpassete gjenger på det tidspunktet anordningen blir forbundet inn i systemet. Siden gjengene er på anordningen og ikke i brønnsystemet, kan gjengene repareres dersom de blir skadet.

I denne oppfinnelsen blir forbindelsesrørrekken ikke rotert for å til- og frakople forbindelsesanordningen til rørhengeren, mens i oppfinnelsen i Hughes og Milbergers søknad, nevnt ovenfor, blir forbindelsesrørrekken rotert for å til- og frakople forbindelsesanordningen til rør-hengeren, men begge bruker konseptet med J-slisser og en gjenget ring i forbindelsesanordningen for å innstille og låse anordningen på rørhengeren. Rotasjon og ikke rotasjon av forbindelsesrøret betyr høyt vridningsmoment siden høyt vridningsmoment er nødvendig for å få Hughes og Milbergers oppfinnelse til å virke. Bare en liten (omtrent 1/6 av en) omdreining av forbindelseskoplingen er nødvendig for å bevege festeorganene i J-slissene i denne oppfinnelsen.

Det skulle også være klart at mens dette kalles en forbindelsesanordning kan den også brukes som en føringsanordning der J-slisser blir brukt i brønnsystemet.

Fig. 1 viser en forbindelsesanordning i vinkelformet skjevinnstilling med rørhengeren idet forbindelsesanordningen når brønnen,

fig. 2 viser forstørret et detaljert tverr-snittsriss av festeorganene, ringen og tettingene,

fig. 3 viser et riss langs linja 3-3 i fig. 2 av en del av tetteringen og lagringen på denne,

fig. 4 viser et riss langs linja 4-4 i fig. 2 av en del av anordningen som særlig viser festeorganene,

fig. 5 er et tverrsnittriss av tettingsmontasjen (ring og tettering) forstørret for å vise detaljene,

fig. 6,7,8 og 9 viser det neste trinnet i forbindelsen av forbindelsesanordningen til rørhengeren idet fig. 8 viser den første innføringen av en i J-slissen i rørhengeren, og

fig. 9 viser et av festeorganene festet på bunnen av J-slissen, og

fig. 10, 11 og 12 viser forbindelsesanordningen fullstendig forbundet med rørhengeren der fig. 11 og 12 viser forholdet mellom ringen, J-slissen og tettingen mellom forbindelsesanordningen og rørhengeren.

I tegningene, særlig med henvisning til fig. 1-5, framgår det at forbindelsesanordndingen 10 er stivt forbundet og tettet mot den nedre enden av et ytre for-bindelsesrør (ledning) 12 som skal forbindes og tettes mot rørhengeren 14. Forbindelsesrøret 12 er det nedre av en rekke rør som er forankret til plattformen og satt i spenn. Rørhenger 14 ble tidligere innstallert og med rør (ikke vist) forbundet via avsmalnende gjenger 16 på sin nedre ende.

Før forbindelsesanordningen nærmer seg som vist

i fig. 1, ble et beskyttende lokk, gjenget på utvendige gjenger 20 på rørhengeren fjernet.

Den tidligere innstallerte rørhengeren 14 er vist med sin ytre landingsring 22 i inngrep med en landings- profil 24 på en ytre rørhenger 26. Bare landingsområdet av den ytre rørhengeren 26 er vist i fig.

1. Typisk er en ytre rørhenger 26 en 76,2 cm henger forbindet til 76,2 cm rør sementert i et tidligere boret hull. Rørhengeren 14 bærer 50,80 cm rør, som også er sementert i et tidligere boret hull. Rørhengeren 14 i sin tur har en profil for en annen indre rørhenger, typisk 33,02-10,2 cm, som kan for-

bindes til et annet rør i brønnen. Flere rørhengere enn det som er vist kan innstalleres.

Toppen av rørhengeren 15 er utstyrt med J-slisser 30 (det er seks slike slisser i den viste ut-førelsesformen), som har spor 32 som er brede nok til å tillate stor vinkelformet skjevinnstilling mellom rør-hengeren og forbindelsesanordningen 10.

Forbindelsesanordningen 10 omfatter selv en sylindrisk ytre koppliknende del utformet ved gjenging av et indre gjenget spor og låsering 36 til den nedre enden av en utvendig gjenget del 38. Om ønsket kan ringen 36 festes til delen 38 ved et sett skruer 40 (en er vist). Ringen har en utover avsmalnende konisk flate 41 på munningen eller enden motsatt enden av delen som er forbundet med forbindelsesrøret 12. Flata 42 danner en avsmalnende føring som oppviser en diameter som er større enn diameteren av rørhengeren 14 for å avhjelpe ved innstikkingen av forbindelsesanordningen mot rørhengeren.

En kort avstand over den koniske flata 42, er den indre veggen 44 av ringen 36 utstyrt med et flertall radialt innoverragende festeorgan 46 for inngriping med sporene 32

i J-slissene i rørhengeren. Antallet spor 46 tilsvarer selvfølgelig antallet J-slisser som er valgt. En kort avstand over eller lenger inn i den koppliknende delen, sepsielt delen 30, er et nedovervendt anslag 50 utformet for å plassere og hindre bevegelse oppover av en relativt tynn ring 52, idet dennes ytre diameter er hovedsaklig lik den ytre diameteren av rørhengeren 14 på dens toppkant. Ringen 52 er en del av en tettemontasje for anordningen og rørhengeren og fungerer også for å sluttinnstille og låse anordningen til rørhengeren, noe som vil gå klart fram av det følgende. Følgelig har den radiale indre kanten av ringen 52 en nedoverragende leppe 56 som omgir en elastisk tettering 58 som vil plasseres inne i en oppover åpnende utsparing 60 i rørhengeren og som vil klemmes av ringen, leppa og utsparingen for å danne en fluidtett tetting mellom rørhengeren og anorndingen når anordningen er fullstendig forbundet med rørhengeren. Tverrsnittsformen av tetteringen 58 er likeformet med utformingen av utsparingen 62. Ringen 52 er holdt inne i legemet av et par

O-ringtettinger 62, plassert inne i egnete spor, som griper inn med den indre veggen 64 av legemet 38 med tilstrekkelig friksjon til å holde ringen der inne. Toppflata av ringen 52 har en relativt tynn ring 66 av et bærende materiale, så som turcite, for å tillate en påvirkende ring 70 å rotere lett. Denne ringen har utvendige gjenger 72 som passer inn med de invendige gjengene 74 på den indre flata av veggen av legemet 38. Ringen er utstyrt med et flertall vertikale oppover åpnende slisser 76 tilpasset til å gripe inn med en føringsanordning 00 (vist med stiplete linjer) for å rotere denne ringen og låse forbindelsesanordningen til rør-hengeren når innstillingen er fullstendig, noe som vil bli nærmere beskrevet i det følgende.

Fig. 6,7,8 og 9 viser forbindelsesanordningen først innstukket mot rørhengeren. I dette trinnet er senterlinja i skjevinnstililngsanordningen fremdeles skjevt innstilt med hensyn på senterlinja i brønnsystemet, men noen av festeorganene 46 har kommet inn i sporene 32 i J-slissene 30 og hviler på bunnflaten 82 av disse. Resten av festeorganene er over, eller har akkurat kommet inn i , sporene 32, som tydeligere vist i fig. 8. Fig. 8 viser også bredden av sporene i forhold til bredden av festeorganene for å forenkle innkomsten som tidligere nevnt.

(Skjevinnstililngsanordningen roreres litt sett fra plattformen av forbindelsesrøret, dersom festeorganene skulle ha havnet på toppen av rørhengeren mellom sporene).

Med orienteringen av anordningen ved bruk av festeorganene og sporene, vil fortsatt nedoverbevegelse av anordningen forårsake at resten av festeorganene vil hvile på bunnflatene 82 i alle J-slissene. På dette tidspunktet er skjevinnstililngsanordningen innstilit med rørhengeren. Et slikt festeorgan 46 som hviler på bunnflata 82 er vist i fig. 9.

Når anordningen slik er fullstendig innstilt og festeorganene 46 hviler på bunnflatene 82 i alle J-slissene, blir forbindelsesrørene rotert litt (omtrent 1/6 av en omdreining) for å forårsake at festeorganene beveger seg over J-slissene og griper inn med de vertikale veggene 84 i slissene. På dette tidspunktet vil førings-anordningen 80, som har kiler 86 med en bredde og lengde som tilsvarer vertikale slisser 76 i ringen 70, bli plassert slik at kilene går inn i slissene og ringen 70 vil bli rotert i retning med urviseren av føringsanordningen. Se fig. 10. Denne rotasjonen gjenger ringen på tilpassete gjenger 72,74 og beveger ringen 52 inntil tetteringen 58 er klemt inn mot utsparingen 60 i rørhengeren som vist tydelig i fig. 11, og f esteorganene er noer eller nesten rører ved den øvre flata 90 av J-slissene som vist i fig. 12. Siden den påvirkende ringen hviler på toppen av rørhengeren når den er fullstendig innstilt, er det anordningen 10 som bli hevet slik at fseteorganene 46 beveger seg mot de øvre flatene 90 for å klemme tetteringen 58 inn i utsparingen 60.

Fig. 10 og 11 viser sammenføyningen fullstendig

laget med festeorganene i deres øverste stilling og med toppen av røret som klemmer tetteringen 58 til å danne den lekkasjesikre tettingen mellom anordningen og rørhengeren.

Gjenerhvervelse av skjevinnstillingsanordningen er ganske enkelt å reversere tilllagingen av forbindelsen. Føringsanordningen blir rotert i retning mot urviseren og senker anordningen 10. Festeorganene vil først gripe inn med låsetappene 92 i J-slissene som vist i fig. 9, med forsatt rotasjon av den påvirkende ringen med respons overfor føringsanordningen vil forårsake at festeorganene passerer forbi låsetappene og griper inn med de høyre veggene 94 i J-slissene inntil festeorganenen er innstilt med sporene 32 for å tillate oppoverbevegelse av forbindelsesanordningen fritt fra rørhengeren. Førings-anordningen blir så fjernet og forbindelsesanordningen blir trukket tilbake.

Oppfinnelsen omfatter dermed en forbindelsesanordning som har en nedlåsingsanordning som ikke bare blir brukt til å eliminere skjevinnstililng mellom forbindelsesanordningen og brønnsystemet, men også blir brukt til å låse og tette forbindeølsesanordningen til systemet med liten fare for å skade gjengene.

Claims (7)

1. Forbindelsesanordning for å sammenkople et forbindelsesrør til et undersjøisk brønnsystem, karakterisert ved at den omfatter en hul rørformet del forbundet til forbindelsesrøret, nedlåsings- og inn-stillingsinnretning på den rørformete delen for å innstille og låse anordningen til brønnsystemet, omfattende låseinnretning i gjenget inngrep med forbindelsesanordningen, radialt innoverragende festeorgan på den rørformete delen og tilpasset til å gripe inn med låseinnretningen på brønn-systemet, idet festeorganene og ringen er plassert slik at rotasjon av ringen låser de radialt ragende festeorganene i låseinnretningen etter at festeorganene er mottatt i låseinnretningen.

2. Forbindelsesanordning i samsvar med krav 1, karakterisert ved at låseinnretningen på brønn-systemet omfatter J-slisser med spor som åpner seg oppover mot anordningen.

3. Anordning i samsvar med krav 2, karakterisert ved at ringen er utstyrt med organ tilpasset for å motta en føringsanordning som er istand til å rotere ringen.

4. Forbindelsesanordning i samsvar med krav 3, karakterisert ved at brønnsystemet omfatter en rø rhenger og J-slissene er plassert i denne rørhengeren.

5. Forbindelsesanordning i samsvar med krav 4, karakterisert ved at den rørformete delen omfatter en konisk avsmalnende flate for å hjelpe til ved innstikkingen av anordningen mot brønnsystemet.

6. Forbindelsesanordning i samsvar med krav 5, karakterisert ved at den videre omfatter tettinger på ringen som er inngripbare med brønnsystemet når forbindelsesanordningen er låst inn i brønnsystemet for å danne en fluidtett tetting mellom anordningen og brønn-systemet .

7. Framgangsmåte for i et undersjøisk brønn-system å kople forbindelsesrør mellom den undersjøiske brønnen og en overflatemontasje, karakterisert ved at den omfatter følgende trinn: å utstyre den under-sjøiske brønnen med et flertall brønnlåsingsinnretninger, plassere en forbindelsesanordning på en ende ev en rekke forbindelsesrør, idet forbindelsesanordningen har et flertall anordningslåseinnretninger, først la noen av anordningslåseinnretningene gripe inn med noen av brønnlåse- innretningene, derved først innstille anordningen med den undersjøiske brønnen og innstille resten av anordnings- låseinretningene med brønnlåseinretningene, senke anordningen inntil alle anordningslåseinretningene er fullstendig mottatt i brønnlåseinnretningene, rotere en ring i anordningen ved en føreanordning for å heve anordningslåseinnretningene inn i inngrep med en toppvegg i den undersjøiske veggens låseinnretning, og danne en tetting mellom anordningen og den undersjøiske brønnen.