NO863021L - Oljeboringsutstyr og anvendelse av dette. - Google Patents

Abstract

) oammenarag. Anordning foe boe ing av en undetvannsbrønn fra en plattform (10), med en motor (26) som drivet en aksialt stasjonær drivspindel. På denne drivspindelen er det forskyvbart påsatt ei hylse (36) og et drivaggregat (36-62). tor overføring av dreiemoment til borerøret. Drivspindelen (22) er plassert i avstand fea borerørets akse. Dette gjør. det mulig & gjennomføre operasjoner med lange og/eller sammenkoblete borerør uten bevegelig drivmotor og tilhørende elektriske kabler. Utstyret kan også monteres på. bestående krantårn uten at høyden på disse økes.

Description

Oppfinnelsen gjelder en anordning for boring av olje-og gassbrenner til havs eller til lands, nærmere bestemt en anordning av det slaget som er angitt i innledningen til patentkrav 1, hvor boringen skjer med tre borerørslengder koblet sammen til en enhet.

Den vanlige og mest brukte boremåten omfatter en plattform med et roterbart bord for å utøve dreiemoment på en vertikalt bevegbar spindel og et borerør, et krantårn og ei løfteblokk festet til borerøret for heving og senking av dette. Hver del av borerøret blir koblet ett i gangen til blokka og senket gjennom bordet for boring av brønnen. Ved dette systemet er rømming ("reaming"), d.v.s uttrekking av det roterende borerøret fra brønnen, bare den motsatte framgangsmåten, altså løsning av et rør i gangen på plattform nivå. Dette kjente systemet brukes på kontinuerlig bevegelig plattformer såsom på skip, eller semi-nedsenkete, eller på stasjonære plattformer medregnet plattformer med ben for brønnboring og på stasjonære plattformer for boring på land.

I det siste er det blitt utviklet et system for boring i "trippel". I et slikt system er tre borerør sammenføyd til en enhet og blir senket ned som en enhet gjennom plattformen. Dette systemet anses å være hurtigere enn det vanlige systemet, fordi de tre borerørene blir koblet sammen utenfor boreområdet. Det er også blitt funnet at dette boresystemet har særlige fordeler under frigjøringsoperasjoner. Flere detaljer finnes i US-patentskrift 4.421.179, 4.437.524, 4.49.596 og 4.458.728. Disse patenterte systemene også kalt "toppdrevne" systemer, bruker en stor motor, festet på skinner som beveges vertikalt i krantårnet, for å overføre dreiebevegelse til det øvre borerøret i en slik trippelenhet. Selv om disse systemene sparer tid, har de også viktige ulemper. Monteringen av drivenheten krever betydelig omarbeidelse av en eksisterende rigg, fordi den krever at kravtårnet får større høyde. Det store dreiemomentet belaster skinnene sterkt. Drivenheten krever 1000 ampere, ca. 20 meter lang kabel i tårnområdet, som alltid er meget utsatt for uhell, særlig på en bevegelig plattform hvor det finnes bevegelseskompensatorer. De som bruker slike drivsystem er også opptatt av utkoblingstida fordi den store motoren er komplisert og ofte beholder operatørene det konvensjonelle drivsystemet som reserve. På grunn av vekta av drivsystemet må dessuten drivenheten føres til side og en krok festes til blokka for å håndtere tunge foringsrør.

Hovedformålet med oppfinnelsen er å skape en forbedring i det kjente boresystemet og systemene for boring med trippelrør med bruk av en øvre drivenhet som, har følgende fordel:

_eksisterende boreverktøy skal kunne brukes,

_det skal være rimelig,

_det skal kunne monteres på alle rigger med et minimum av omarbeidelse,

_det skal ikke være behov for store elektriske motorer på krantårnet,

_det skal tillate bruk av et indre system for å hindre utblåsning,

_det skal være enkelt, lett i vekt og ikke kreve omskolering eller spesiell trening av mannskapet,

_det skal kunne brukes på anlegg med eksisterende bevegelseskompensatorer, og

_det skal tillate bruk av tunge foringsrør.

Oppfinnelsens prinsipp:

Oppfinnelsens prinsipp er angitt i den karakteriserende delen av patentkrav 1.

Ytterligere fordelaktige trekk ved oppfinnelsen går fram av underkravene.

Forskjellige sider og fordeler ved oppfinnelsen vil gå fram av den etterfølgende eksempelbeskrivelsen.

Eksempel:

Oppfinnelsen er nedenfor beskrevet under henvisning til tegningene hvor: fig. 1 viser et sideriss av et typisk krantårn for en plattform med et roterende bord og med drivsystem i samsvar med oppfinnelsen,

fig. 2 viser en forstørret gjengivelse av området innsirklet med pila 2 i fig. 1,

fig. 3 viser et sideriss etter linje 3-3 i fig. 2, som illustrerer boresystemet,

fig. 4 viser et tverrsnitt etter linje 4-4 i fig. 2, som illustrerer en kjedeoverfør ing for drift av borerøret,

fig. 5 viser tilsvarende riss som fig. 4, hvor det brukes en remdrift for å overføre drivmoment til borerøret,

fig. 6 viser et snitt etter linje 6-6 i fig. 4, som illustrerer drivtannhjulet og en del av den drevne hylsa snittet opp vertikalt for å vise sammenkoblingen,

fig. 7 viser et snitt etter linje 7-7 i fig. 6, som illustrerer den drevne hylsa i drivsystemet,

fig. 8 viser et oppsnittet sideriss etter linje 8-8 i fig. 4, som viser det drevne tannhjulet, mens

fig. 9 og 10 viser side og frontriss, som tilsvarer fig. 2 og 3, men hvor vådesystemet er forsynt med bevegelseskompensatorer.

Fig. 1 viser en plattform 10 med en sentral åpning 12 som boreoperasjonene gjennomføres gjennom, og et krantårn 14 av vanlig størrelse og form plassert på plattformen 10. Boresystemet 16 for heving og senking av borerøret er plassert i krantårnet 14 og vist bare delvis i tegningene. Boresystemet 16 vil bli beskrevet nærmere nedenfor, og det skal her bare nevnes at de tre delene av borerøret 20 blir sammenføyd til en enhet over plattformen for boring og rømming. Dette kalles trippeldrift og de enhetene som er vist over plattformen er koblet sammen med tilsvarende enheter under. Senter i åpningen 12, bevegelseslinja for systemet 16 og borerørets 20 rotasjonsakse ligger i vertikalaksen til krantårnet 14 på vanlig måte. Denne vil nedenfor bli kallt boreaksen. Plattformen og krantårnet kan være plassert på en flytende rigg eller fartøy eller på en stasjonær sjøplattform for boring av en undervannsbrønn eller kan være en del av en landebasert rigg for boring på land.

Ifølge oppfinnelsen og som vist i fig. 4 er ei

langstrakt, massiv stang 22 med tre plane sider 24 plassert hovedsakelig i vertikal retning i forhold til krantårnet 14 og koblet til en motor og ei gearkasse 26 under plattformen 10 og på en side av åpningen 12. Motoren kan være av en

vanlig horisontalt montert motor som nå brukes for drift av roterende bord. En ytterligere åpning 28 er utformet i plattformen 10 på en side av åpningen 12 for gjennomføring av stanga 22 til motoren og gearkassa 26. Denne stanga 22, kalt drivspindel, er plassert sentralt mellom føringer i form av kanal jern (I-bjelker) 30 festet flere steder langs høyden av krantårnet, parallellt med boreaksen. Det kan brukes forskjellige midler for å feste føringene med tilstrekkelig styrke til krantårnet, til å motstå dreiemomentet som utøves. I eksemplet er det vist fjorten stenger 32 vist skjematisk i fig. 1. Motoren og gearkassa 26 kan være plassert på plattformnivå eller over, avhengig av operatørhensyn, og festet til plattformen eller de nedre deler av krantårnet på hensiktsmessig måte. Hovedkravet er at motoren og gearkassa er plassert på en side av åpningen 12 og forbundet slik at de driver den vertikalt plasserte spindelen. Dessuten kan det være plassert hensiktsmessige lager (ikke vist) for spindelen ved dens øvre og nedre ende, festet på hensiktsmessig måte til krantårnet.

Spindelen driver ei hylse 34 (vist i omriss i fig. 4 og 5, og mer detaljert i fig. 7) plassert på en bærer 34 i føringsorganene 30 med passende løpehjul 40 slik at bæreren og hylsa kan føres vertikalt langs drivspindelen. Bare fire av åtte løpehjul 40 er vist festet til bæreren 36. Antallet og arten av slike løpehjul kan fastlegges på fagmessig måte.

Hylsa 34 som drives av drivspindelen, er forsynt med ei rekke ruller 42 (3 er vist), plassert i en trekant, som ligger an mot tilsvarende nummererte plane sider 24 på drivspindelen, slik at denne kan overføre dreiemoment til hylsa. Plasseringen av rullene er avhengig av antallet plane sider på drivspindelen. Som vist er rullene 42 forsynt med passende lager 44 slik at de kan rotere lett i forhold til drivspindelen og slik at friksjonen ved vertikal bevegelse av hylsa 34 blir minst mulig.

Ved utførelsesformen som er vist i fig. 4 og 7, er hylsa 36 festet på hensiktsmessig måte til et tannhjul 46 slik at dette dreier sammen med hylsa og driver en kjede 50. Tannhjulet 46 er drivelement for en kjedehjul-montasje som vil bli beskrevet. I den viste utførelsesformen er midlet for å låse hylsa 34 til tannhjulet 46 ei rekke bolter 52. Hensiktsmessige lager 45 plassert mellom et tannhjulshus 56 og tannhjulet 46 senker friksjonen ved rotasjon.

Drivforbundet med tannhjulet 46 ved hjelp av kjeden 50 er et større tannhjul 62 festet på en drivaksel 64. Drivaksen er hul for borevæske på kjent måte. Som vist i fig. 1,4 og 8, omslutter huset 56 kjedehjule-montasjen, inneholder olje for å smøre og kjøle kjedehjulet og passende tetningseleraent 70 er plassert på alle nødvendige steder for å hindre lekkasje. Drivakselen 64 danner en del av boresystemet 16 og overfører dreiebevegelsen til borerøret og alle drevne elementer, hylsa, og kjedehjul-montasjen er plassert på ei blokk 68 som beveges vertikalt som en del av boresystemet 16. Tannhjulet 62, på samme måte som tannhjulet 46, er forsynt med passende lager 66 i huset 56.

Fig. 5 viser et alternativ til kjedehjul-montasjen. I denne figuren er de to tannhjulene 46 og 62 og kjeden 50 erstattet med to sporhjul 46a og 62a og ei drivreim 50a. Disse elementene er gitt samme henvisningstallene, men med tilføyes en "a", siden de virket som drivenhet på samme måten som kjedehjul-montasjen.

De to drivsystemene er vist som eksempler. Andre drivsystemer, så som tannhjulsoverfør ing, kan brukes for å overføre dreiemoment fra hylsa til bore-montasjen.

Beskrivelsen foran skulle vise at oppfinnelsen avviker fra kjent teknikk på flere måter. Den drevne hylsa er ikke lenger plassert på plattformnivå eller på hoved-eller borespindelen og det fins ikke lenger et drivelement for å overføre dreiemoment til en vertikalt bevegelig drivspindel. Derimot er den drevne hylsa et drivelement og drivspindelen er det drivende elementet, som er faststående i forhold til plattformen. Med andre ord virker hylsa og drivspindelen ifølge oppfinnelsen nøyaktig mot deres funksjon i et vanlig boresystem. Det skulle også gå fram, at drivspindelen og dens drivmotor plassert på en side av hovedaksen og med mulighet for å bevege den drevne hylsa vertikalt, kan det unngås en stor motor og de problemer som er knyttet til en elektrisk kraftkabel for drift av en slik motor ved toppen av krantårnet. I tillegg går det fram at ved å elliminere bruk av motor i krantårnet, må høyden på krantårnet ikke lenger heves. Det kan således brukes et vanlig krantårn eller et vanlig krantårn kan ombygges for såkalt "trippelboring".

Boresystemet 16 for heving og senking av borerørene og andre rørformete organer, såvel som for heving og senking av det roterende bordet og kjedehjul-montasjen, er vist i fig. 2,3,9 og 10.

Disse figurene illustrerer boresystemet 16 for heving og senking av borerøret og dessuten for heving og senking av den drevne hylsa og det tilhørende tannhjulet, og utførelsesformen viser også hvordan tunge foringsrør kan heves og senkes.

Boresystemet 16 omfatter således ei bevegelig blokk 80 som på vanlig måte er forbundet med ei kroneblokk (ikke vist) ved toppen av krantårnet. Kroneblokka bærer en svivel 82, drivhylsa 36 og tannhjuls-montasjen 46-62 (eller 46a-62a) båret på blokka 68, og er koblet til en drivaksel 64, en indre utblåsningsstopper 86, en hydraulisk svivel 90, en kraftig leddforbindelse 92 med en øvre ventil 94 plassert under, og et styreorgan 86 for utløsning med et klokkeformet fangorgan 100. Ledd 102 forbinder en borerørsløfter 104 til en leddkobling 92. Borerørsløfteren 104 er koblet til den øvre enden av tre borerør.

Fig. 9 og 10 illustrerer boresystemet 16 med en bevegelseskompensator 110 påmontert, for å illustrere at oppfinnelsen også kan brukes med et slikt utstyr. Siden alle andre deler for boreutstyret 16 er det samme som beskrevet i forbindelse med fig. 1-3, er det gitt samme henvisningstall. Bevegelseskompensatorer er vel kjent og vil derfor ikke bli beskrevet.

Claims (6)

1. Anordning for boring av en olje- eller gassbrønn, omfattende en anordning for å heve, senke og rotere et borerør gjennom en åpning i en plattform, i forhold til en brønn, idet åpningen og den anordningen har en felles, vertikal akse, karakterisert ved at det finnes et drivorgan plassert med en vertikal akse i avstand fra den første, for overføring av dreiemoment til borerøret.

2. Anordning i samsvar med krav 1, karakterisert ved at dreiemomentet overføres til den øvre enden av ett eller flere sammenkoblete borerør.

3. Anordning i samsvar med krav 1, hvor det finnes et krantårn på plattformen plassert over åpningen, og en motor, karakterisert ved at en spindel (22) er plassert i boretårnet (14) for drift med motoren (26), idet spindelen er parallell med senter i åpningen og boretårnets vertikale akse, samt at det finnes drivorgan koblet til spindelen, for overføring av dreiemoment til boreutstyret.

4. Anordning i samsvar med krav 3, karakterisert ved at spindelen er forsynt med ei drivhylse (34) som kan gli langs drivspindelen.

5. Anordning i samsvar med et av kravene 1-4, karakterisert ved at det omfatter en drivenhet, med et tannhjul eller et sporhjul i forbindelse med spindelen og et andre tannhjul hhv. sporhjul forbundet med boreutstyret, for drift av dette over en kjede hhv. ei rem.

6. Anordning i samsvar med et av kravene 3-5, karakterisert ved at den omfatter en føringsanordning (30) festet til krantårnet, for å føre den drevne hylsa (34) under dens vertikale bevegelse.