NO861389L - Framgangsmaate for aa omgjoere en undersjoeisk undersoekingsbroenn til en produksjonsbroenn og anordning for gjennomfoering av framgangsmaaten. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en anordning av det slaget som er angitt i innledningen til patentkrav 1, for å omdanne en prøvebrønn til en produksjonsbrønn.

Ved boring av en undervanns brønn brukes det vanligvis et midlertidig føringsfundament som senkes ned på sjøbunnen og hullet bores gjennom dette. Føringsvirene danner føring for borestrengen og boreutstyret og føring for senere verktøy og utstyr. Hullet er vanligvis 90 cm i diameter for å oppta et brønnhodehus med 75 cm tverrmål og et foringsrør med samme tverrmål. Borehodehuset med dette tverrmålet blir noen ganger henvist til som lavt "lavtrykksbrønnhodehus". Straks hullet er boret til ønsket dybde, blir et permanent føringsfundament sammen med det påspente brønnhodehuset og det ønskete foringsrøret senket ned gjennom vannet og det permanente føringsfundamentet blir plassert på det midlertidige.

Dette permanente føringsfundamentet er vanligvis forsynt med bøyler som griper inn med en konisk utformet nedføringsring på det midlertidige føringsfundamentet som et middel for å bringe det permanente fundamentet i riktig stilling horisontalt.

Det permanente føringsfundamentet er også forsynt med vertikale søyler for å danne føring for etterfølgende verktøy og utstyr og samvirke med styringer på det midlertidige fundamentet. Etter at det permanente fundamentet er plassert på det midlertidige, blir huset støpt fast.

I US-PS 4.387.771 beskrives et system for å omdanne en prøvebrønn til en produksjonsbrønn ved bruk av en adskilt profilring som bæres av brønnhodehuset og i sin tur bærer brønnhodet, ofte kalt "høytrykksbrønnhode". Dette brønnhodet har vanligvis en innvendig diameter på 42 eller 47 cm. Etterfølgende produksjonsutstyr, så som produksjonstreet eller et ledestigerør, kan forbindes med denne profilringen. En profilring med en forholdsvis lav investering har utvidet mulighetene ved de bestående systemene for omdanning av en prøvebrønn til en produksjonsbrønn. Enten det systemet som er beskrevet i patentskriftet blir brukt eller systemer som eksisterte på forhånd, for å omdanne prøvebrønnen til en produksjonsbrønn, vil det permanente føringsfundamentet forbli under vann og måtte håndteres.

Hovedformålet med oppfinnelsen er å skape en anordning for omdanning av en prøvebrønn til en produksjonsbrønn, ved å hente opp det permanente føringsfundamentet og erstatte det med et kompletteringsfundament som inneholder det nødvendige utstyret for produksjon fra brønnen.

Det er et annet formål med oppfinnelsen å skape en anordning som tillater at det opptrukne permanente føringsfundamentet brukes om igjen og om igjen, for dermed å spare betydelige kostnader.

Ifølge oppfinnelsen kan dette oppnås ved å utforme anordningen i samsvar med den karakteriserende delen av patentkrav 1.

Ytterligere fordelaktige trekk ved oppfinnelsen er angitt i underkravene.

Det permanente føringsfundamentet omfatter altså to deler - en plattformdel som kan løsnes fra brønnhodehuset og gjenvinnes, idet brønnhodehuset og en føringsdel etterlates under vann. Brønnhodehuset, forsynt med en låseprofil, vil selv om den ikke brukes under prøveboring, nå brukes for å låse det kompletterende føringsfundamentet for produksjon fra brønnen. De to delene av det gjenvinnbare permanente føringsfundamentet låser sammen med låsemekanisme som lett aktiveres slik at den ene delen frigjøres fra den andre og begge føringsfundamentene er forsynt med føringssøyler for virer, som lett kan løsnes for å bli erstattet.

Oppfinnelsen vil nedenfor bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et planriss ovenfra av et gjenvinnbart, permanent føringsfundament utformet i samsvar med oppfinnelsen, Fig. 2 viser et sideriss av fundamentet i fig. 1 sett i retning av pilene 2-2 i fig. 1, vist plassert på et midlertidig føringsfundament på havbunnen, Fig. 3 viser et forstørret utsnitt av fig. 1, tatt etter linja 3-3, Fig. 4 viser et tverrsnitt etter linja 4-4 i fig. 3, for å vise detaljer ved føringssøylene, Fig. 5 viser en forstørrelse av det området som er omkretset med streken 5 i fig. 3, Fig. 6 viser et aksialsnitt av en del av låseanordningen som er vist i fig. 5, Fig. 7 viser et planriss ovenfra av kompletteringsfundametet plassert på et midlertidig føringsfundament, etter at det permanente føringsfundamentet er blitt fjernet, Fig. 8 viser et delvis oppsnittet sideriss sett langs linja 8-8 i fig. 7, som illustrerer et kompletteringsfundament på det midlertidige fundamentet på havbunnen, mens Fig. 9 viser en forstørrelse av området som er omsluttet med streken 9 i fig. 8 for å vise detaljer ved låsemekanismen.

For å forenkle beskrivelsen og forståelsen av oppfinnelsen, er hver av hoveddelene av utstyret identifisert generelt som et midlertidig føringsfundament T, et gjenvinnbart, permanent føringsfundament P, et brønnhodehus W og et kompletteringsfundament C, som vil bli beskrevet adskilt.

Det midlertidige føringsfundamentet - T.

(Fig. 1, 2, 3, 5, 7 og 8).

Det midlertidige føringsfundamentet T, av og til

kalt ei slammatte, er et forholdsvis plant, normalt åttekantet element tilvirket av I-bjelker eller hule rektangulære kassebjelker 12, radialt plasserte avstivingsplater 14 og forsynt med ei stor, sentralt plassert hylse 16 og med en oppadvendt konus 20 som bjelkene og stagene strekker seg ut fra. Føringsvirer (i fig. 2 er vist) er forbundet slik at de danner et middel for føring av utstyret og fire fundamenteringsben 24 strekker seg ned under havbunnen 26. I praksis blir det midlertidige fundametet T og føringsvirene 22 senket ned til havbunnen 26 av et fartøy eller ei stasjonær plattform anbragt på havflata, ved hjelp av et setteverktøy plassert ved enden av en borestreng. Hensiktsmessige

forbindelsesorganer, så som J-slisser (ikke vist), er tildannet på den indre hylsa for å forbinde setteverktøyet med fundamentet. Dette setteverktøyet løsnes når fundmentet er plassert på havbunnen.

Dette midlertidige føringsfundamentet er det første utstyrselementet som brukes ved forberedelsen til boring av en prøvebrønn.

Det neste trinnet er å senke et boreaggregat (ikke vist) ført av føringsvirene ved hjelp av ei hensiktsmessig rammme (heller ikke vist), som føres gjennom hylsa 16 slik at den kan bore ned i havbunnen. Det borete hullet er større enn det første foringsrøret som skal føres ned i brønnen, og vanligvis er derfor boringen 90 cm for å oppta et 30 cm borehodehus W og foringsrør.

Gjenvinnbart permanent føringsfundament for undersøkelse - P

(Fig. 1-6)

Dette fundamentet P er, til forskjell fra vanlige permanente fundamenter, utformet av to deler 32 og 33, et føringselement 32 og en plattform 34 (vist tydeligere i fig. 5), idet disse delene er låst sammen å hensiktsmessig måte. (Når det nedenfor er angitt at det permanente fundamentet P fjernes eller gjenvinnes betyr dette at plattformdelen gjenvinnes. Føringsdelen 32 forblir og brukes sammen med kompletteringsfundametet C som skal beskrives nedenfor). Føringsdelen 32 omfatter vanligvis ei rekke plater 36 forbundet med ei horisontal føringsplate 40 og til ei sentral føringshylse 42. Den ytre omkretsen til platene 36 er buet og strekker seg radialt fra føringshylsa 42 og er sveiset til denne og til ei føringsplate 40. Den innvendige boring til føringshylsa er konisk avfaset ved toppen, som vist ved 44, for å danne ei anleggsflate for en nedovervendt skulder 46 utformet på brønnhodehuset W. Brønnhodethuset W vil bli beskrevet nærmere nedenfor. Føringsplatene 36 griper inn med konus 20 på det midlertidige føringsfundamentet T når det er satt på plass og det er av kjent utforming, med unntak for det faktum at det kan frigjøres fra resten av det midlertidige før ingsfundamentet.

Den andre delen 32 av fundamentet P er hovedsakelig en plan, rektangulær plattform tilvirket av hule kassebjelker 52. Sentralt i forhold til bjelkene ligger ei hylse 54 koaksialt med føringshylsa 42, men med større diameter enn denne, for å gi plass for støtteflata 44. Sett ovenfra, som i fig. 1, vil bjelkene 52 stråle ut fra hylsa 54 som diagonaler i rektangelet som dannes av de øvrige bjelkene 52. Nær overkanten av ytterflata til hylsa 54 (som er vist klarere i fig. 5) er det utformet et spor 59 for opptak av en radialt innoverrettet flens 60 på en sylindrisk klemring 62. Klemringen 62 er oppsplittet og forsynt med en strammemekanisme 64 (fig. 1) med en mutterskrue, slik at den kan føres nedover og klemmes fast rundt hylsa 54. Denne klemringen 62 omslutter også en oppsplittet låsering 66 i et radialt spor 70, hvilken danner anlegg mot den øvre enden 72 av brønnhodehuset W og sammen med føringsflata 44 på hylsa og skulderen 46 på brønnhodehuset holder den brønnhodehuset fastspent i hylsa 54.

Videre strekker den øvre delen av føringshylsa 42 seg oppover over føringsflata 40 og forbindelsen mellom hylsa og plata er forsynt med et spor 74 for opptak av den nedre enden av hylsa 54 på plattformen.

Litt utenfor hylsa 54, men innenfor området som avgrenses av føringsplata 40, finnes ei rekke boringer 76 (det er vist fire) som opptar låseorgan 78 for å forbinde plattforradelen 34 med føringssystemet 32 ved at de strekker seg gjennom boringer 76 i kassebjelkene og inn i motsvarende hull 80 i føringsplata 40.

Utenfor låseorganet 78 finnes det også løftebraketter 82 festet til de diagonale bjelkene 52 for løfting av plattformdelen 34.

Ved hvert hjørne er føringsfundamentet forsynt med hylser som virker som sokler 84 for føringssøyler 86, på kjent måte brukt med føringsvirer 22.

Føringssøylene

(Fig. 1-4, 7 og 8)

Føringssøylene 86 er langstrakte rørdeler, hver bestående av tre sammensveisete deler. Den første delen er den nedre enden eller stussen 88, som kan settes ned i sokkelen 84. Stussen 88 er konisk formet for å lette innføringen og dessuten forsynt med en flens 90 som danner en stopper mot en flens 92 på sokkelen 84 slik at den begrenser hvor langt føringssøyla går ned i sokkelen. Det finnes også hensiktsmessige posisjoneringsmidler i form av en utvidelse 94 på flensen 90, som går i inngrep med et tilsvarende hakk 96 i sokkelflensen 92. Stussen og sokkelen er hensiktsmessig kryssboret, slik at en låsetapp 98 kan føres gjennom og låse de to delene sammen.

Stussen er sveiset til et rør 100 (den andre delen) som i sin tur er forsynt med en konisk formet søyletopp 102 (den tredje delen). Alle tre delene, såvel som soklene, er slisset over hele sin lengde (slissene 104, 106 og 108 i stussen, rørdelen 100 og sokkelen er vist i fig. 3 og 4) for å oppta en av føringsvirene 22 som strekker seg gjennom og forbi føringssøylene. I praksis er føringsvirene 22 strukket vertikalt gjennom disse søylene for å føre fundamentet P mot havbunnen. Et trekk ved føringssøylene er imidlertid at de er løsbart festet til soklene. Dersom en av søylene knekkes eller bøyes, kan den lett erstattes ved bare å sette inn ei ny søyle i sokkelen og forankre den med en låsetapp.

Låseorganene

(Fig. 3, 5 og 6)

Hvert av låseorganene 78 for å forbinde de to delene 32 og 33 av fundamentet P omfatter en ytre sylinder 110 med en lengde som dekker tykkelsen på de to delene og går utenom for å holde dem sammen. Sylinderen 110 er utformet med ei rekke vertikale slisser 112 inn fra en ende, som danner fingre 114 med utvidete fingerender 116 ved den fri enden, som kan føres gjennom boringene 76 for å bli liggende på utsida av føringsplata 40. Fingerendene 116 ligger an mot avfasete kanter 120 og åpningene 80, når organet er i låsestilling. Den øvre enden av den ytre sylinderen 110 har redusert diameter og er gjenget ved 122 slik at den kan føres gjennom boringa 76 i oversida av kassebjelken 52 og festes til plattformdelen 34 med en mutter 124.

I sylinderen 110 er det plassert en låsetapp 126 som er forspent med ei skruefjør, og som har en nedre ende 130 med samme diameter som boringen i yttersylinderen 110, hvilken i innsatt stilling presser fingrene 116 utover slik at de griper inn med underkanten av føringsplata 40 og låser de to delene 32 og 34 sammen. Den øvre enden av pluggen er også gjenget og forsynt med en utvendig mutter 132 og et løfteøye 134 som kan løftes med en vire fra overflata for å trekke pluggen 126 ut og på den måten frigjøre fingrene 116 for å tillate adskillelse av de to delene av det midlertidige fundamentet.

Brønnhodehuset - W

(Fig. 3, 5, 8 og 9)

Brønnhodehuset W, enkelte steder kalt "lavtrykksbrønnhodehus", er i virkeligheten det første elementet som danner brønnborehullet og omfatter et brønnhodehus og en forlengelse (ikke vist) som er tilknyttet ei rekke foringsrør (ikke vist). Antallet foringsrør festet til brønnhodehuset og forlengelsen avhenger av dybden på den opprinnelige borehullet. Brønnhodehuset W er forsynt med passende anleggsflater, både i borehullet og langs omkretsen. Brønnhodehusets W ytterflate er forsynt med en nedoverrettet skulder 46 som danner anlegg mot flata 44 på føringshylsa 42, som beskrevet foran.

Nær den øvre enden av husets boring finnes innvendige spor 136 og åpninger 140 fordelt langs omkretsen av brønnhodet. Enten de indre sporene 136 eller åpningene 140 kan gripes med et hensiktsmessig setteverktøy for senking av brønnhodehuset W, foringsrørene og det permanente føringsfundamentet P mot det midlertidige fundamentet T på havbunnen. Enkelte av sporene 136 brukes også for å bære et høytrykksbrønnhode 142 (fig. 9) som vil bli beskrevet nærmere nedenfor i forbindelse med fundamentet C. Omkretsen til brønnhodehuset W er forsynt med låsespor 144 av kjent utforming, hvilke er ubrukt i forbindelse med fundamentet P. Endelig er brønnhodehuset W og fundamentets hylse 54 forsynt med gjennomgangsåpninger 146 fordelt langs omkretsen og plassert på linje når delene er satt sammen på plattformen.

Som nevnt foran blir brønnhodehuset W låst til det permanente føringsfundamentet med låseringen 66 som griper inn med brønnhodehusets øvre ende 72 og samvirker med flatene 44 og 46.

Av dette kan en se at brønnhodehuset W med sine foringsrør blir låst i det permanente føringsfundamentet P og hele sammenstillingen senkes fra boreriggen, styrt mot det midlertidige fundamentet T ved hjelp av føringsvirene 22. Når den er på plass blir brønnhodehuset W støpt inn i boringen på kjent måte og boreoperasjonen kan skje.

En spesiell faktor ved denne oppfinnelsen er at det permanente fundamentet kan hentes opp, slik at et kompletteringsfundament kan senkes ned og låses til brønnhodet. For å fjerne det permanente fundamentet blir hensiktsmessige virer senket ned og festet til øyene 82 og øyene 134 på låseorganene 78. På passende tidspunkt blir øyene 134 på låseorganene trukket mot fjørforspenninga og fingrene blir frigitt slik at plattformen på det permanente fundamentet 34 frigis fra føringssystemet 32 og plattformen 34 kan hentes opp. Fordi brønnhodehuset danner anlegg mot føringshylsa og fundamentet bare hviler på toppen av brønnhodet, kan fundamentet og dets indre hylse fritt løftes av brønnhodet.

Kompletteringsfundamentet - C

(Fig. 7-9)

Ved beskrivelsen av kompletteringsfundamentet C, blir det for enkelhets skyld brukt de samme henvisningstallene der hvor komponentene er identiske i forhold til de tidligere figurene, og henvisningstall med tilføyelsen "a" blir brukt der hvor tilsvarende komponenter finnes i modifisert form. Kompletteringsfundamentet C er tilsvarende formet som det permanente fundamentet, med en plan plattform av hensiktsmessig hule sylinderformete kassebjelker 52 med ei sentral hylse 54a og fire føringssøyler 86 plassert i sokler 84. I planriss er kompletteringsfundamentet C tilsvarende oppbygd ved at det er rektangulært med diagonale kassebjelker 52 som stråler ut fra hylsa 54a.

Det er imidlertid vist hvordan føringssystemet 32 på det permanente fundamentet P bæres på brønnhodet W og hvordan bunnen av kompletteringsfundamentet hviler på føringsplata 40, som i sin tur bæres av det midlertidige fundamentet T.

Kompletteringsfundamentet C omfatter en hensiktsmessig rørkopling 150 for tilkopling til kompletteringstreet og til et røropplegg som strekker seg til et fartøy eller til lands for lagring og behandling av produktene fra brønnen. Med strekete linjer er det vist omrisset til et utstyr for å hindre utblåsning med henvisningstall 152. Dessuten er det vist plasseringen av en motvekt 154.

Det nødvendige utstyret for et slikt kompletteringsfundament C er kjent og skal derfor ikke beskrives nærmere.

Plassert i det lavtrykksbrønnhodehuset W finnes et høytrykksbrønnhodehus 142, som beskrevet ovenfor og som er vist låst til et spor 136 ved hjelp av en låsering 156.

Hylsa 54 i fundamentet C er imidlertid forsynt med ei rekke låseinnretninger 160 for å gripe inn med sporene i det ytre huset og låsekilemekanismer 162 for selektiv posisjonering av røropplegget 150 i forhold til rørene på havbunnen.

Låseprofilen 144 kommer nå til bruk og danner en vesentlig del av oppfinnelsen, siden den er viktig for å føre kompletteringsfundamentet C på plass på brønnhodet.

Låseinnretningene 160 omfatter hver et hult, sylinderformet hus 164, med U-formet tverrsnitt, som er sveiset i en åpning 166 i hylsa 54a. Huset 164 omfatter en innsats 170 festet til huset med bolter 172. Innsatsen er sentralt boret og gjenget ved 174, for opptak av en låseorgan 176. Låseorganet 176 er forsynt med utvendige gjenger og skrus i inngrep med låseprofilen 144.

Låseinnretningen 160 er bare vist som et eksempel. Andre eksempler finnes i US-PS 4.074.912 og 3.827.728.

Låsekilemekanismene 162 omfatter hver en kile 180 som er innsatt i bestemte spor 182 i hylsa 54a og dekket med ei plate 184. Et antall spor 182 er tildannet i hylsa 54a for å danne et antall mulige plasseringer for fundamentet C, men bare to kiler 180 plassert i en avstand av 180° kreves.

For å senke kompletteringsfundamentet, er hylsa 54a forsynt med J-slisser 186 (en vist) for forbindelse med et setteverktøy (ikke vist) på kjent måte.

Claims (9)

1. Anordning for omdanning av en undervanns prøvebrønn til en produksjonsbrønn, hvor det finnes et midlertidig føringsfundament plassert på havbunnen med føringsvirer som strekker seg opp til vannflata og en sentral åpning som boreoperasjonene kan utføres gjennom, hvor det finnes et føringsfundament som kan senkes ned på det midlertidige fundamentet under føring av virene, karakterisert ved at det andre, nedsenkbare fundamentet omfatter en føringsanordning som er innrettet for å gripe inn med det midlertidige fundamentet og en ytterligere del som omfatter et plattformelement, en anordning for å låse dette plattformelementet løsbart til føringsorganet, samt ei sentralt plassert hylse for å oppta og styre et brønnhodehus gjennom åpningen i det midlertidige fundamentet, idet plattformelementet kan fraskilles og hentes opp til vannflata mens føringsanordningen på det midlertidige fundamentet blir igjen, og at det dessuten finnes et kompletteringsfundament med utstyr for produksjon fra brønnen, som når det senkes mot brønnen styres mot føringsorganene.

2. Anordning i samsvar med krav 1, karakterisert ved at brønnhodehuset har utvendig låseprofilering og kompletteringsfundamentet har midler for å gripe inn med låseprofiler ingen slik at det forankres til brønnhodehuset.

3. Anordning i samsvar med krav 2, karakterisert ved at kompletteringsfundamentet styres mot det midlertidige fundamentet av føringsvirene.

4. Anordning i samsvar med krav 3, karakterisert ved at både det permanente fundamentet og kompletteringsfundamentet omfatter føringssøyler som er individuelt og løsbart festet til fundamentene, idet føringssøylene samvirker med føringsvirene for å bringe fundamentene på plass på underdelen.

5. Anordning i samsvar med krav 4, karakterisert ved at det midlertidige fundamentet omfatter en konus som omgir åpningen og har sin vide ende vendt oppover, og hvor føringsorganene danner en buet ytterstruktur som kan samvirke med den nevnte konus og omfatter ei føringsplate vendt mot den buete strukturen og utformet slik at den kan danne inngrep med plattformelementet og kompletteringsfundamentet.

6. Anordning i samsvar med krav 5, karakterisert ved at midlene for å låse plattformelementet til føringsanordningen omfatter en låsemekanisme som strekker seg gjennom plattformelementet og føringsplata.

7. Framgangsmåte for å omforme en undervanns prøvebrønn til en produksjonsbrønn, hvor det plasseres et midlertidig fundament på havbunnen og over dette plasseres et ytterligere permanent fundament, som omfatter to sammenføyde deler, karakterisert ved at et brønnhodehus forsynes med en utvendig låseprofil og at de to delene av det permanente fundamentet og brønnhodehuset settes sammen og senkes ned på det midlertidige fundamentet, at deler av det midlertidige fundamentet frigjøres slik at resten av det midlertidige fundamentet og brønnhodehuset blir igjen på havbunnen, hvoretter et kompletteringsfundament med utstyr for produksjon fra brønnen senkes ned på det midlertidige fundamentet.

8. Låseorgan for å låse sammen to deler av et permanent føringsfundament, idet hver del har sammenpassende hull for låseorganet, karakterisert ved at det omfatter en sylinder med utvidbare og sammentrekkbare fingre, idet denne sylinderen kan føres gjennom nevnte del slik at fingrene griper inn med hullet i en del mens selve sylinderen er festet til den andre, og at det finnes en plugg inne i sylinderen som i en stilling presser fingrene i inngrep med hullet i den ene delen og i den andre stillingen tillater at fingrene frigjøres, idet pluggen er fjørforspent mot den første stillingen.

9. Fundament for bruk ved undervannsboring og produksjon, karakterisert ved at det har ei rekke sylindriske sokler plassert slik at føringsvirer kan brukes for å føre fundamentet under vann og dessuten føringssøyler som også kan oppta føringsvirene og som er plassert i soklene, idet forbindelsen mellom soklene og søylene er løsbar.