RU2747871C1 - Riser safety link - Google Patents
Riser safety link Download PDFInfo
- Publication number
- RU2747871C1 RU2747871C1 RU2020127780A RU2020127780A RU2747871C1 RU 2747871 C1 RU2747871 C1 RU 2747871C1 RU 2020127780 A RU2020127780 A RU 2020127780A RU 2020127780 A RU2020127780 A RU 2020127780A RU 2747871 C1 RU2747871 C1 RU 2747871C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- riser
- clamp
- guides
- branch pipe
- possibility
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000007667 floating Methods 0.000 abstract description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
- E21B17/06—Releasing-joints, e.g. safety joints
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к устройству, предназначенному для безопасного разъединения райзера, соединяющего подводную скважину и плавучие морские конструкции, в аварийных ситуациях, когда нагрузка на элементы системы доступа в скважину и оборудование заканчивания скважины достигает критических значений.The present invention relates to the oil and gas industry, in particular, to a device designed to safely disconnect a riser connecting a subsea well and floating offshore structures in emergency situations when the load on the elements of the access system and the well completion equipment reaches critical values.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY
Используемые для безопасного разъединения райзера устройства раскрыты, например, в документе RU 2640613 С2 (опубликован 10.01.2018), а также в документе RU 2468277 С2 (опубликован 27.11.2012).The devices used for safe disconnection of the riser are disclosed, for example, in document RU 2640613 C2 (published on 01/10/2018), as well as in document RU 2468277 C2 (published on 11/27/2012).
Разделяющийся цилиндровый узел, раскрытый в публикации RU 2640613 С2, содержит по меньшей мере один цилиндр с поршнем, находящимся внутри цилиндра, и с головкой, перекрывающей один конец цилиндра с образованием камеры между поршнем и головкой цилиндра. Цилиндр выполнен с возможностью создавать, при нахождении поршня в определенном положении внутри цилиндра, утечку текучей среды от одной стороны поршня на другую его сторону. Известный цилиндровый узел снабжен отделяющими средствами для последующего управляемого отделения от цилиндра его головки.The split cylinder assembly disclosed in RU 2640613 C2 contains at least one cylinder with a piston inside the cylinder and a head that overlaps one end of the cylinder to form a chamber between the piston and the cylinder head. The cylinder is configured to create, when the piston is in a certain position inside the cylinder, fluid leakage from one side of the piston to its other side. The known cylinder assembly is provided with separating means for subsequent controlled separation of its head from the cylinder.
Райзер, известный из публикации RU 2468277 С2, содержит множество секций райзера, соединенных в непрерывную цепь. Каждая секция известного райзера содержит трубу, имеющую первый конец и второй конец, первый фланец, механически соединенный с первым концом трубы, второй фланец, механически соединенный со вторым концом трубы. Труба выполнена из алюминиевого сплава, и фланцы выполнены из алюминиевого сплава. Труба выполнена из первого металлического материала, и первый и второй фланцы выполнены из второго металлического материала и приспособлены для соединения множества секций райзера в непрерывную цепь. Первое и второе механические соединения не являются сварными и зафиксированы посредством резьбы для обеспечения выдерживания множеством соединенных секций райзера динамических нагрузок, прикладываемых массой воды, в которой подвешены секции райзера.The riser known from the publication RU 2468277 C2 contains a plurality of riser sections connected in a continuous chain. Each section of the known riser comprises a pipe having a first end and a second end, a first flange mechanically connected to the first end of the pipe, and a second flange mechanically connected to the second end of the pipe. The pipe is made of aluminum alloy and the flanges are made of aluminum alloy. The pipe is made of a first metallic material, and the first and second flanges are made of a second metallic material and are adapted to connect a plurality of riser sections in a continuous chain. The first and second mechanical joints are non-welded and are threaded to allow the plurality of connected riser sections to withstand the dynamic loads applied by the body of water in which the riser sections are suspended.
Известные из упомянутых публикаций устройства позволяют обеспечить надежное соединение райзера, а также управление его рассоединением в критичных ситуациях.The devices known from the aforementioned publications make it possible to ensure a reliable connection of the riser, as well as to control its disconnection in critical situations.
Тем не менее, в упомянутых известных устройствах роль предохранительных элементов играют шпильки или болты, которые воспринимают только растягивающее усилие, и при этом не подвержены нагрузкам от скручивающего момента, давления внутри промыслового ствола и температурных, коррозионных и абразивных воздействий со стороны рабочей жидкости. С одной стороны, для системы подводных колонных головок данные воздействия являются относительно незначительными по сравнению с изгибающим моментом и растягивающим усилием, но с другой стороны, для остальных элементов системы доступа в скважину данные воздействия могут быть очень критичными и далеко не во всех случаях ими можно пренебрегать.Nevertheless, in the aforementioned known devices, the role of safety elements is played by pins or bolts, which perceive only a tensile force, and at the same time are not subject to loads from a torsional moment, pressure inside the production wellbore and temperature, corrosive and abrasive effects from the working fluid. On the one hand, for a system of subsea casing heads, these effects are relatively insignificant compared to the bending moment and tensile forces, but on the other hand, for the rest of the access system elements, these effects can be very critical and can not be neglected in all cases. ...
Таким образом, существует необходимость в создании предохранительного звена райзера, конструкция которого может быть подвержена всем разрушающим механическим, химическим и температурным воздействиям в процессе технологических операций, которым подвергаются элементы системы доступа в скважину и системы заканчивания скважины, что увеличит вероятность того, что разрушение данного предохранительного звена райзера наступит прежде, чем произойдет разрушение другого критически важного оборудования.Thus, there is a need to create a riser safety link, the design of which can be susceptible to all destructive mechanical, chemical and temperature influences during technological operations to which elements of the well access system and well completion system are exposed, which will increase the likelihood that the destruction of this safety the riser section occurs before destruction of other critical equipment occurs.
Кроме того, существует необходимость в создании предохранительного звена райзера более простой и технологичной конструкции по сравнению с существующим уровнем техники.In addition, there is a need for a safety riser link of a simpler and more technologically advanced design compared to the prior art.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION
В случае разрыва разрушаемого элемента предохранительного звена райзера за счет того, что внутри райзера находится газ под большим давлением, в обеих частях разъединившегося райзера возникают огромные реактивные силы. При это верхняя часть райзера вместе с верхним приводом стремительно разгоняется и врезается в крышу буровой вышки, вызывая значительные повреждения, и даже угрожая жизням находящихся на борту людей. Нижняя часть райзера под действием реактивных сил теряет устойчивость и обрушивается на устьевое оборудование, что также вызывает серьезные последствия.In the event of rupture of the destructible element of the safety link of the riser due to the fact that there is gas under high pressure inside the riser, huge reactive forces arise in both parts of the disconnected riser. At the same time, the upper part of the riser, together with the top drive, rapidly accelerates and crashes into the roof of the oil rig, causing significant damage, and even threatening the lives of people on board. The lower part of the riser loses stability under the influence of reactive forces and collapses on the wellhead equipment, which also causes serious consequences.
В этом случае при разгерметизации промыслового ствола из скважины начинает на большой скорости вырываться пластовый флюид. К тому моменту, когда клапаны устьевого оборудования успевают сработать, он уже набирает большую скорость и кинетическую энергию. Таким образом, при закрытии клапанов возникает гидравлический удар, что может серьезно повредить устьевое оборудование.In this case, when the production wellbore is depressurized, the formation fluid starts to break out of the well at high speed. By the time the wellhead valves have time to operate, it is already gaining high speed and kinetic energy. Thus, when the valves are closed, water hammer is generated, which can seriously damage the wellhead.
Таким образом, технической проблемой, решаемой настоящим изобретением, стало создание предохранительного звена райзера, конструкция которого позволяет предохранять критически важные узлы устьевого и надводного оборудования от разрушения, а также предохранять запорную арматуру устьевого оборудования от гидравлического удара в процессе экстренного закрытия при аварийном разъединении райзера.Thus, the technical problem solved by the present invention was the creation of a riser safety link, the design of which allows to protect the critical assemblies of the wellhead and surface equipment from destruction, as well as to protect the wellhead equipment shut-off valves from water hammer during emergency closing in case of emergency disconnection of the riser.
Дополнительно, технической проблемой, на решение которой направлено создание настоящего изобретения, стало предотвращение повреждения узлов и механизмов буровой установки из-за реактивных и упругих сил во время аварийного разъединения райзера, а также уменьшение количества пластового флюида и других внутрискважинных жидкостей, выбрасываемых во внешнюю среду во время аварийного разъединения райзера.Additionally, the technical problem to be solved by the creation of the present invention was to prevent damage to units and mechanisms of the drilling rig due to reactive and elastic forces during emergency disconnection of the riser, as well as to reduce the amount of formation fluid and other downhole fluids discharged into the external environment during riser emergency disconnect time.
Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении безопасности разъединения райзера в аварийных ситуациях с одновременным повышением технологичности и эксплуатационных характеристик предлагаемого изобретения.The technical result achieved with the implementation of the invention consists in increasing the safety of disconnecting the riser in emergency situations while increasing the manufacturability and operational characteristics of the proposed invention.
Технический результат заявленного изобретения, заключающийся в повышении безопасности разъединения райзера в аварийных ситуациях, достигается за счет того, что конструкция предлагаемого изобретения позволяет использовать в качестве разрушаемого вставки как шпильки, так и промежуточную вставку, размещаемую в канале промыслового ствола, которая будет подвержена всем разрушающим механическим, химическим и температурным воздействиям в процессе операций, что и все остальные элементы системы доступа в скважину и системы заканчивания скважины, что обеспечивает разрушение данного элемента прежде, чем произойдет разрушение критически важного оборудования.The technical result of the claimed invention, which consists in increasing the safety of disconnecting the riser in emergency situations, is achieved due to the fact that the design of the invention allows using both pins and an intermediate insert placed in the wellbore channel as a destructible insert, which will be subject to all destructive mechanical , chemical and thermal effects during operations, as all other elements of the well access system and well completion systems, which ensures the destruction of this element before the destruction of critical equipment occurs.
В тоже время, если условия эксплуатации и результаты предварительных расчетов покажут, что элементы системы доступа в скважину имеют существенный запас прочности и следует ориентироваться на прочность системы подводных колонных головок, предпочтительным будет использование конфигурации предлагаемого изобретения с разрушаемыми шпильками.At the same time, if the operating conditions and the results of preliminary calculations show that the elements of the access system to the well have a significant margin of safety and one should focus on the strength of the system of subsea casing heads, it will be preferable to use the configuration of the proposed invention with destructible pins.
Также, повышение безопасности разъединения райзера в аварийных ситуациях достигается за счет того, что конструкция предлагаемого изобретения включает в себя гидравлический замедлитель, который дает время на закрытие клапанов устьевого оборудования, а также время для того, чтобы стравить давление из райзера, прежде чем произойдет разъединение.Also, increased safety of riser disconnection in emergency situations is achieved due to the fact that the design of the present invention includes a hydraulic retarder, which allows time to close the wellhead valves, as well as time to release pressure from the riser before disconnection occurs.
Технический результат заявленного изобретения, заключающийся в повышении технологичности и эксплуатационных характеристик, достигается за счет того, что заявленное изобретение по сравнению с аналогами обладает более простой конструкцией, а также производится и эксплуатируется с наименьшими затратами.The technical result of the claimed invention, which consists in improving the manufacturability and operational characteristics, is achieved due to the fact that the claimed invention has a simpler design in comparison with analogues, and is also produced and operated at the lowest cost.
Более подробно, указанная проблема и заявленный технический результат соответственно решается и достигается за счет того, что предохранительное звено райзера содержит:In more detail, the specified problem and the claimed technical result are accordingly solved and achieved due to the fact that the safety link of the riser contains:
секцию райзера, включающую в себя гнездовое и ниппельное соединения,riser section including female and female connections,
верхний и нижний патрубки, выполненные с возможностью соединения с верхним и нижним оконечными участками секции райзера соответственно, причем верхний патрубок дополнительно содержит фланец, в котором выполнены отверстия, а соединение верхнего патрубка с нижним патрубком осуществляется через разрушаемую вставку,upper and lower branch pipes made with the possibility of connection with the upper and lower end sections of the riser section, respectively, and the upper branch pipe additionally contains a flange in which holes are made, and the connection of the upper branch pipe with the lower branch pipe is carried out through a destructible insert,
верхнюю и нижнюю заглушки, кожух, содержащий верхний конец и нижний конец,top and bottom plugs, a shroud containing a top end and a bottom end,
при этом кожух выполнен с возможностью размещения вокруг нижнего патрубка с разрушаемой вставкой с образованием полости, а верхняя и нижняя заглушки выполнены с возможностью крепления на верхнем конце и нижнем конце кожуха соответственно так, чтобы ограничивать упомянутую полость,in this case, the casing is configured to be placed around the lower branch pipe with a destructible insert to form a cavity, and the upper and lower plugs are configured to be attached to the upper end and the lower end of the casing, respectively, so as to delimit the said cavity,
верхний хомут, выполненный с возможностью размещения вокруг верхней заглушки на верхнем патрубке,an upper clamp designed to be placed around the upper plug on the upper branch pipe,
нижний хомут, выполненный с возможностью размещения вокруг нижней заглушки на нижнем патрубке,a lower clamp designed to be placed around the lower plug on the lower branch pipe,
причем каждый из верхнего хомута, нижнего хомута, верхней и нижней заглушки представляет собой составной кольцевой элемент и содержит по меньшей мере два сегмента, при этомmoreover, each of the upper clamp, lower clamp, upper and lower plugs is a composite annular element and contains at least two segments, while
на одном оконечном участке каждого из сегментов верхнего и нижнего хомута выполнена вилочная часть, а на другом его оконечном участке выполнена проушина,on one end section of each of the segments of the upper and lower clamp, a fork part is made, and on its other end section, an eyelet is made,
причем верхний хомут содержит дополнительные сегменты, в которых выполнены дополнительные отверстия,moreover, the upper clamp contains additional segments in which additional holes are made,
фиксатор, выполненный с возможностью крепления на внешней поверхности нижнего патрубка с возможностью вращения относительно продольной оси секции райзера и содержащий множество сегментов,a retainer made with the possibility of fastening on the outer surface of the lower branch pipe with the possibility of rotation relative to the longitudinal axis of the riser section and containing a plurality of segments,
первую и вторую группу направляющих, причем каждая направляющая проходит преимущественно параллельно продольной оси секции райзера и содержит стержень и приемный элемент,a first and a second group of guides, each guide being predominantly parallel to the longitudinal axis of the riser section and comprising a rod and a receiving element,
при этом каждая из первой группы направляющих представляет собой телескопический удлинитель и выполнена с возможностью крепления своим приемным элементом в корреспондирующих ему вилочной части и проушине верхнего хомута с одной стороны и стержнем в корреспондирующем ему сегменте фиксатора с другой стороны, аin this case, each of the first group of guides is a telescopic extension and is made with the possibility of fastening with its receiving element in the corresponding fork part and the eye of the upper clamp on one side and with a rod in the corresponding segment of the retainer on the other side, and
каждая из второй группы направляющих выполнена с возможностью крепления своим приемным элементом в дополнительных отверстиях верхнего хомута с одной стороны и стержнем в корреспондирующем ему сегменте фиксатора с другой стороны с обеспечением прохождения стержня через корреспондирующие ему вилочную часть и проушину нижнего хомута,each of the second group of guides is made with the possibility of fastening with its receiving element in additional holes of the upper clamp on one side and with a rod in the corresponding segment of the retainer on the other side, ensuring the passage of the rod through the corresponding fork part and the eye of the lower clamp,
при этом верхний патрубок вместе с кожухом, верхним и нижним хомутами, верхней и нижней заглушками выполнены с возможностью перемещения из положения, в котором обеспечено крепление приемных элементов первой группы направляющих с корреспондирующими им вилочными частями и проушинами верхнего хомута, а каждый из стержней второй группы направляющих проходит через корреспондирующие им вилочную часть и проушину нижнего хомута, через положение, в котором обеспечивается разъединение стержней и приемных элементов второй группы направляющих, телескопическое выдвижение первой группы направляющих с выходом их приемных элементов из корреспондирующих им вилочных частей и проушин верхнего хомута и освобождение верхнего хомута и верхней заглушки, в положение, в котором обеспечивается выход стержней второй группы направляющих из корреспондирующих им вилочных частей и проушин нижнего хомута с освобождением нижнего хомута и нижней заглушки.in this case, the upper branch pipe together with the casing, the upper and lower clamps, the upper and lower plugs are made with the ability to move from the position in which the fastening of the receiving elements of the first group of guides with the corresponding fork parts and lugs of the upper clip is provided, and each of the rods of the second group of guides passes through the corresponding fork part and the eye of the lower clamp, through the position in which the separation of the rods and the receiving elements of the second group of guides is ensured, the telescopic extension of the first group of guides with the exit of their receiving elements from the corresponding forks and lugs of the upper clamp and the release of the upper clamp, and of the upper plug, to a position in which the rods of the second group of guides are provided from the corresponding forks and the lugs of the lower clamp with the release of the lower clamp and the lower plug.
Также, указанная проблема и заявленный технический результат соответственно решается и достигается за счет того, что разрушаемая вставка предохранительного звена райзера представляет собой промежуточный патрубок, выполненный с возможностью размещения между верхним патрубком и нижним патрубком и соединения с ними посредством шпилечных соединений.Also, the specified problem and the claimed technical result are respectively solved and achieved due to the fact that the destructible insert of the safety link of the riser is an intermediate pipe configured to be placed between the upper pipe and the lower pipe and connected to them by means of stud connections.
Кроме того, указанная проблема и заявленный технический результат соответственно решается и достигается за счет того, что разрушаемая вставка предохранительного звена райзера представляет собой шпилечное соединение верхнего патрубка и нижнего патрубка.In addition, the specified problem and the claimed technical result are respectively solved and achieved due to the fact that the destructible insert of the safety element of the riser is a stud connection of the upper pipe and the lower pipe.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
Вышеуказанные преимущества изобретения станут более очевидными из нижеследующего описания предпочтительного варианта его осуществления, данного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:The above advantages of the invention will become more apparent from the following description of a preferred embodiment, given with reference to the accompanying drawings, in which:
- на фиг. 1 изображен общий вид предохранительного звена райзера в соответствии с предпочтительными вариантами осуществления изобретения,- in Fig. 1 is a general view of a riser safety link in accordance with preferred embodiments of the invention,
- на фиг. 2 изображена разрушаемая вставка, представляющая собой промежуточный патрубок, в соответствии с одним из предпочтительных вариантом осуществления изобретения,- in Fig. 2 depicts a breakable insert representing an intermediate pipe in accordance with one preferred embodiment of the invention,
- на фиг. 3 изображена разрушаемая вставка, представляющая собой шпилечное соединение верхнего патрубка и нижнего патрубка, в соответствии с другим из предпочтительных вариантом осуществления изобретения,- in Fig. 3 depicts a breakable insert, which is a studded connection of an upper nipple and a lower nipple, in accordance with another preferred embodiment of the invention,
- на фиг. 4 изображен общий вид предохранительного звена райзера с первой и второй группой направляющих,- in Fig. 4 shows a general view of the safety link of the riser with the first and second group of guides,
- на фиг. 5 изображен фиксатор предохранительного звена райзера,- in Fig. 5 shows the retainer of the riser safety link,
- на фиг. 6 показаны подшипники, соединяющие фиксатор с нижним патрубком предохранительного звена райзера,- in Fig. 6 shows the bearings connecting the retainer to the lower branch pipe of the riser safety link,
- на фиг. 7 более подробно изображена разгерметизация первой полости,- in Fig. 7 shows the depressurization of the first cavity in more detail,
- на фиг. 8 изображен общий вид разгерметизации первой полости,- in Fig. 8 shows a general view of the depressurization of the first cavity,
- на фиг. 9 более подробно изображена разгерметизация второй полости,- in Fig. 9 shows the depressurization of the second cavity in more detail,
- на фиг. 10 изображен общий вид разгерметизации второй полости.- in Fig. 10 shows a general view of the depressurization of the second cavity.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯCARRYING OUT THE INVENTION
Далее со ссылкой на прилагаемые чертежи описано предохранительное звено райзера в соответствии с предпочтительными вариантами осуществления изобретения.A riser safety member in accordance with preferred embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
На фиг. 1 схематично представлено предохранительное звено райзера, содержащее нижний патрубок (1) и размещенный вокруг нижнего патрубка (1) кожух (2).FIG. 1 schematically shows a riser safety link containing a lower pipe (1) and a casing (2) placed around the lower pipe (1).
Нижний патрубок (1) выполнен с возможностью соединения с верхним патрубком (3). Указанное соединение выполнено через разрушаемую вставку (4). В неограничивающем варианте осуществления изобретения указанная разрушаемая вставка (4) представляет собой промежуточный патрубок, размещенный между верхним патрубком (3) и нижним патрубком (1) и соединенный с ними посредством шпилечных соединений, как это более детально проиллюстрировано на фиг. 2. Еще в одном из осуществлений изобретения, показанном на фиг. 3, указанная разрушаемая вставка (4) представляет собой шпилечное соединение между верхним патрубком (3) и нижним патрубком (1).The lower branch pipe (1) is designed to be connected to the upper branch pipe (3). The specified connection is made through a destructible insert (4). In a non-limiting embodiment of the invention, said breakable insert (4) is an intermediate pipe located between the upper pipe (3) and the lower pipe (1) and connected thereto by means of stud connections, as illustrated in more detail in FIG. 2. In another embodiment of the invention shown in FIG. 3, said breakable insert (4) is a studded connection between the upper branch pipe (3) and the lower branch pipe (1).
На внешней поверхности верхнего патрубка (3) размещен верхний хомут (5) так, чтобы между верхним хомутом (5) и внешней поверхностью верхнего патрубка (3) размещалась верхняя заглушка (6).An upper clamp (5) is placed on the outer surface of the upper branch pipe (3) so that the upper plug (6) is located between the upper clamp (5) and the outer surface of the upper branch pipe (3).
На внешней поверхности нижнего патрубка (1) размещен нижний хомут (7) так, чтобы между нижним хомутом (7) и внешней поверхностью нижнего патрубка (1) размещалась нижняя заглушка (8).On the outer surface of the lower branch pipe (1) there is a lower clamp (7) so that the lower plug (8) is located between the lower clamp (7) and the outer surface of the lower branch pipe (1).
Как показано на фиг. 1, внутренняя поверхность кожуха (2) и внешние поверхности нижнего патрубка (1), разрушаемой вставки (4) и верхнего патрубка (3) образуют полость, ограниченную сверху верхней заглушкой (6), а снизу нижней заглушкой (8).As shown in FIG. 1, the inner surface of the casing (2) and the outer surfaces of the lower branch pipe (1), the destructible insert (4) and the upper branch pipe (3) form a cavity bounded from above by the upper plug (6), and from below by the lower plug (8).
Указанная полость разделена на первую полость (9) и вторую полость (10) посредством разрушаемой вставки (4).The specified cavity is divided into the first cavity (9) and the second cavity (10) by means of a destructible insert (4).
Внутренняя поверхность нижнего патрубка (1) образует третью полость (11).The inner surface of the lower pipe (1) forms the third cavity (11).
Верхний патрубок (3) содержит фланец (12), в котором выполнены отверстия.The upper branch pipe (3) contains a flange (12) in which holes are made.
Как более детально проиллюстрировано на фиг. 4, предохранительное звено райзера содержит фиксатор (13), размещенный вокруг нижнего патрубка (1) и выполненный с возможностью вращения относительно продольной оси нижнего патрубка (1).As illustrated in more detail in FIG. 4, the safety link of the riser contains a retainer (13) located around the lower branch pipe (1) and made with the possibility of rotation about the longitudinal axis of the lower branch pipe (1).
На фиг. 5 и 6 более детально показано соединение фиксатора (13) с нижним патрубком (1), включающее в себя подшипники, содержащие шарики (14) и обоймы (15). Обоймы (15) состоят из двух полуколец для возможности сборки. На фиг. 6 фиксатор (13) не показан для ясности.FIG. 5 and 6 show in more detail the connection of the retainer (13) with the lower branch pipe (1), which includes bearings containing balls (14) and cages (15). The clips (15) consist of two half-rings for assembly. FIG. 6, the retainer (13) is not shown for clarity.
Также фиксатор (13) содержит сегменты (16).Also, the retainer (13) contains segments (16).
Предохранительное звено райзера также содержит первую группу (17) направляющих и вторую группу (18) направляющих.The safety link of the riser also contains the first group (17) of the guides and the second group (18) of the guides.
Каждая из первой группы (17) направляющих представляет собой телескопический удлинитель и включает в себя стержень (19) и приемный элемент (20) стержня.Each of the first group (17) of guides is a telescopic extension and includes a rod (19) and a rod receiving element (20).
Каждая из второй группы (18) направляющих включает в себя стержень (21) и приемный элемент (22) стержня, выполненный с возможностью размещения в своей внутренней полости части стержня (21).Each of the second group (18) of guides includes a rod (21) and a rod receiving element (22) made with the possibility of placing a part of the rod (21) in its inner cavity.
Верхний хомут (5) представляет собой кольцевой элемент, выполненный составным, включающим в себя по меньшей мере два сегмента, на одном оконечном участке каждого из которых выполнена вилочная часть (23), а на другом оконечном участке каждого из которых выполнена проушина (24). Верхний хомут (5) также содержит дополнительные сегменты (25), в которых выполнены дополнительные отверстия (26).The upper clamp (5) is an annular element made of composite, including at least two segments, on one end section of each of which a fork part (23) is made, and on the other end section of each of which an eyelet (24) is made. The upper clamp (5) also contains additional segments (25), in which additional holes (26) are made.
Нижний хомут (7) также представляет собой кольцевой элемент, выполненный составным, включающим в себя по меньшей мере два сегмента, на одном оконечном участке каждого из которых выполнена вилочная часть (27), а на другом оконечном участке каждого из которых выполнена проушина (28).The lower clamp (7) is also an annular element made of composite, including at least two segments, on one end section of each of which the fork part (27) is made, and on the other end section of each of which an eyelet (28) is made ...
Верхняя заглушка (6) и нижняя заглушка (8) также представляют собой кольцевые элементы, выполненные составными, включающими в себя по меньшей мере по два сегмента.The upper plug (6) and the lower plug (8) are also annular elements made of composite, including at least two segments.
Каждая из первой группы (17) направляющих и второй группы (18) направляющих размещена по существу параллельно продольной оси нижнего патрубка (1).Each of the first group (17) of guides and the second group (18) of guides is arranged substantially parallel to the longitudinal axis of the lower pipe (1).
Каждая из первой группы (17) направляющих выполнена с возможностью крепления своим приемным элементом (20) стержня в корреспондирующих ему вилочной части (23) и проушине (24) верхнего хомута (5) с одной стороны и стержнем (19) в корреспондирующем ему сегменте (16) фиксатора (13) с другой стороны.Each of the first group (17) guides is made with the possibility of fastening with its receiving element (20) the rod in the corresponding fork part (23) and the eyelet (24) of the upper clamp (5) on one side and the rod (19) in the corresponding segment ( 16) of the retainer (13) on the other side.
Каждая из второй группы (18) направляющих выполнена с возможностью крепления своим приемным элементом (22) стержня в дополнительных отверстиях (26) верхнего хомута с одной стороны и стержнем (21) в корреспондирующем ему сегменте (16) фиксатора (13) с другой стороны. Указанное крепление осуществлено таким образом, чтобы стержень (21) каждой из второй группы (18) направляющих проходил через корреспондирующие ему вилочную часть (27) и проушину (28) нижнего хомута (7).Each of the second group (18) of guides is made with the possibility of fastening with its receiving element (22) the rod in the additional holes (26) of the upper clamp on one side and the rod (21) in the corresponding segment (16) of the latch (13) on the other side. The specified fastening is carried out in such a way that the rod (21) of each of the second group (18) of guides passes through the corresponding fork part (27) and the lug (28) of the lower clamp (7).
В случае разрыва разрушаемой вставки (4) давление из третьей полости (11) устремится в первую полость (9). Первая полость (9) не герметична. Жидкость или газ могут просачиваться через зазоры между кожухом (2), внешней поверхностью верхнего патрубка (3) и верхней заглушкой (6). Отсутствие герметичности в первой полости (9) не критично, так как для цели минимизации негативных последствий нештатной ситуации не требуется полностью остановить поток внутрискважинного флюида, достаточно замедлить его, для того чтобы клапаны устьевого оборудования имели возможность безопасно закрыться.In case of rupture of the destructible insert (4), the pressure from the third cavity (11) will rush into the first cavity (9). The first cavity (9) is not tight. Liquid or gas can seep through the gaps between the shroud (2), the outer surface of the top nozzle (3), and the top plug (6). The lack of tightness in the first cavity (9) is not critical, since in order to minimize the negative consequences of an abnormal situation, it is not required to completely stop the flow of downhole fluid, it is enough to slow it down so that the wellhead valves can be safely closed.
После разрыва разрушаемой вставки (4) верхний патрубок (3) вместе с кожухом (2), верхним хомутом (5), нижним хомутом (7), верхней заглушкой (6) и нижней заглушкой (8) начинает перемещаться по направлению вверх. В тоже время ниппельное соединение (29) нижнего патрубка (1) остается присоединенным к устьевому оборудованию через нижнюю часть колонны райзера, что удерживает нижний патрубок (1), фиксатор (13) и стержни (19) и (21) первой группы (17) направляющих и второй группы (18) направляющих соответственно.After the rupture of the destructible insert (4), the upper branch pipe (3) together with the casing (2), the upper clamp (5), the lower clamp (7), the upper plug (6) and the lower plug (8) begins to move upward. At the same time, the nipple connection (29) of the lower branch pipe (1) remains attached to the wellhead equipment through the lower part of the riser string, which holds the lower branch pipe (1), retainer (13) and rods (19) and (21) of the first group (17) guides and the second group (18) guides, respectively.
При этом вода из второй полости (10), также не герметичной, начинает просачиваться наружу, создавая при этом значительное давление внутри полости, замедляя тем самым разъединение райзера.In this case, water from the second cavity (10), which is also not hermetically sealed, begins to seep outward, while creating significant pressure inside the cavity, thereby slowing down the disconnection of the riser.
К верхней части разъединившегося предохранительного звена райзера прикреплен трос, нижний конец которого закреплен на механизме экстренного закрытия клапанов устьевого оборудования. В случае разрыва предохранительного звена райзера данный трос активизирует немедленную герметизацию устья скважины. За то время, пока стержни (19) выдвинутся из приемных элементов (20) стержней первой группы (17) направляющих настолько, что приемные элементы (20) стержней выйдут из крепления с корреспондирующими им вилочными частями (23) и проушинами (24) верхнего хомута (5), хотя бы один из клапанов устьевого оборудования уже закроется. После того, как приемные элементы (20) стержней выйдут из корреспондирующих им вилочных частей (23) и проушин (24) верхнего хомута (5), верхний хомут (5) распадется на по меньшей мере два сегмента, освобождая при этом верхнюю заглушку (6), которая также распадется на по меньшей мере по два сегмента, что проиллюстрировано на фиг. 7 и фиг. 8. При этом первая полость (9) полностью разгерметизируется, и через отверстия, выполненные во фланце (12) верхнего патрубка (3), давление из промыслового ствола райзера начнет сбрасываться наружу.A cable is attached to the upper part of the disconnected riser safety link, the lower end of which is attached to the emergency closing mechanism of the wellhead equipment valves. In the event of a rupture of the safety link of the riser, this cable activates the immediate sealing of the wellhead. During the time that the rods (19) move out of the receiving elements (20) of the rods of the first group (17) of guides so much that the receiving elements (20) of the rods come out of the mount with the corresponding fork parts (23) and the lugs (24) of the upper clamp (5) at least one of the wellhead valves has already closed. After the receiving elements (20) of the rods come out of the corresponding forks (23) and the lugs (24) of the upper clamp (5), the upper clamp (5) will split into at least two segments, thus releasing the upper plug (6 ), which also splits into at least two segments, as illustrated in FIG. 7 and FIG. 8. In this case, the first cavity (9) is completely depressurized, and through the holes made in the flange (12) of the upper branch pipe (3), the pressure from the production wellbore of the riser will begin to be released to the outside.
Далее, к тому моменту, когда каждый из стержней (21) второй группы (18) направляющих выйдет из корреспондирующих им вилочной части (27) и проушины (28) нижнего хомута (7), давление в промысловом стволе райзера уже будет достаточно низким для безопасного разъединения райзера. Когда каждый из стержней (21) второй группы (18) направляющих выйдет из корреспондирующих им вилочной части (27) и проушины (28) нижнего хомута (7), нижний хомут (7) также распадется на по меньшей мере два сегмента, освобождая нижнюю заглушку (8), которая также распадется на по меньшей мере по два сегмента, и окончательно освободит две части райзера, как это показано на фиг. 9 и фиг. 10.Further, by the time each of the rods (21) of the second group (18) of guides comes out of the corresponding fork part (27) and the lugs (28) of the lower collar (7), the pressure in the production wellbore of the riser will already be low enough for safe disconnecting the riser. When each of the rods (21) of the second group (18) of guides comes out of the corresponding fork part (27) and the lugs (28) of the lower clamp (7), the lower clamp (7) will also split into at least two segments, freeing the lower plug (8), which also splits into at least two segments, and finally releases the two parts of the riser, as shown in FIG. 9 and FIG. 10.
Размещение каждого приемного элемента (20) стержня первой группы (17) направляющих в вилочной части (23) и проушине (24) верхнего хомута (5), а также размещение каждого стержня (21) второй группы (18) направляющих через вилочную часть (27) и проушину (28) нижнего хомута (7), а также наличие на нижнем хомуте (7) зубов (30), позволяет избежать того, что первая группа (17) направляющих и вторая группа (18) направляющих помешают распаду верхнего хомута (5) и нижнего хомута (7) и не позволят им легко разойтись в стороны.Placement of each receiving element (20) of the rod of the first group (17) of guides in the fork part (23) and the lug (24) of the upper clamp (5), as well as the placement of each rod (21) of the second group (18) of guides through the fork part (27 ) and the eyelet (28) of the lower clamp (7), as well as the presence of teeth (30) on the lower clamp (7), prevents the first group (17) of guides and the second group (18) of guides from interfering with the collapse of the upper clamp (5 ) and the lower clamp (7) and will not allow them to easily come apart.
Также, зубы (30) позволяют избежать удара приемных элементов (20) стержня первой группы (17) направляющих о нижний хомут (7).Also, the teeth (30) make it possible to avoid hitting the receiving elements (20) of the rod of the first group (17) of guides on the lower clamp (7).
Фиксатор (13) выполнен с возможностью вращения относительно продольной оси нижнего патрубка (1) на тот случай, если в момент разрыва разрушаемой вставки (4) на райзер действует значительный скручивающий момент, и разъединившиеся части начнут вращаться друг относительно друга. В таком случае возможность вращения фиксатора (13) предотвратит радиальное смещение и заклинивание первой группы (17) направляющих и второй группы (18) направляющих.The latch (13) is made with the possibility of rotation relative to the longitudinal axis of the lower branch pipe (1) in case, at the moment of rupture of the destructible insert (4), a significant torsional moment acts on the riser, and the separated parts begin to rotate relative to each other. In this case, the possibility of rotation of the lock (13) will prevent radial displacement and jamming of the first group (17) of guides and the second group (18) of guides.
Необходимо понимать, что описанный выше для примера предпочтительный вариант осуществления изобретения не ограничивает объем настоящего изобретения. После ознакомления с настоящим описанием специалисты в данной области техники могут предложить множество изменений и дополнений к описанным вариантам осуществления, все из которых будут попадать в объем патентной защиты изобретения, определяемый нижеследующей формулой изобретения.It should be understood that the preferred embodiment described above by way of example does not limit the scope of the present invention. After reading the present description, those skilled in the art can suggest many changes and additions to the described embodiments, all of which would fall within the scope of the invention as defined by the following claims.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020127780A RU2747871C1 (en) | 2020-08-18 | 2020-08-18 | Riser safety link |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020127780A RU2747871C1 (en) | 2020-08-18 | 2020-08-18 | Riser safety link |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2747871C1 true RU2747871C1 (en) | 2021-05-17 |
Family
ID=75920005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020127780A RU2747871C1 (en) | 2020-08-18 | 2020-08-18 | Riser safety link |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2747871C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2776510C1 (en) * | 2021-10-04 | 2022-07-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром 335" | Riser boom |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2468277C2 (en) * | 2007-04-27 | 2012-11-27 | Алкоа Инк. | Riser |
| WO2014081312A1 (en) * | 2012-11-20 | 2014-05-30 | Aker Subsea As | Weak link for a riser system |
| US9359832B2 (en) * | 2010-05-21 | 2016-06-07 | Statoil Petroleum As | Mechanical bending weak link |
| US9714547B2 (en) * | 2008-12-29 | 2017-07-25 | Diamond Offshore Drilling, Inc. | Marine drilling riser connector with removable shear elements |
| RU2639762C2 (en) * | 2013-01-08 | 2017-12-22 | Фмс Конгсберг Сабси Ас | Safety connection |
-
2020
- 2020-08-18 RU RU2020127780A patent/RU2747871C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2468277C2 (en) * | 2007-04-27 | 2012-11-27 | Алкоа Инк. | Riser |
| US9714547B2 (en) * | 2008-12-29 | 2017-07-25 | Diamond Offshore Drilling, Inc. | Marine drilling riser connector with removable shear elements |
| US9359832B2 (en) * | 2010-05-21 | 2016-06-07 | Statoil Petroleum As | Mechanical bending weak link |
| WO2014081312A1 (en) * | 2012-11-20 | 2014-05-30 | Aker Subsea As | Weak link for a riser system |
| RU2639762C2 (en) * | 2013-01-08 | 2017-12-22 | Фмс Конгсберг Сабси Ас | Safety connection |
| RU2640613C2 (en) * | 2013-01-08 | 2018-01-10 | Фмс Конгсберг Сабси Ас | Dividing cylinder unit |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2776510C1 (en) * | 2021-10-04 | 2022-07-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром 335" | Riser boom |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4262702A (en) | Conductor pipe plug | |
| US2897895A (en) | Blowout closure device pressure head | |
| US7849926B2 (en) | Safety joint | |
| US9353602B2 (en) | Riser weak link | |
| NO324167B1 (en) | System and method for dynamic sealing around a drill string. | |
| NO20110256L (en) | Device for safe disconnection from subsea well | |
| NO341884B1 (en) | Wet-adapted well connection | |
| US9580975B2 (en) | Cylinder release arrangement | |
| US7325620B2 (en) | Recoverable, reinforced and vibration-damping plug used for cased wells | |
| US20180304319A1 (en) | Method and system for recovering and displacing fluid from a pipe | |
| WO2018129620A1 (en) | Multifunction blowout preventer | |
| US4880257A (en) | Pressure compensation multi tubular safety joint | |
| CN103998708B (en) | Dynamic standpipe string suspension assembly | |
| RU2747871C1 (en) | Riser safety link | |
| GB2493172A (en) | A landing string including a separation assembly | |
| BR112012021152B1 (en) | DEVICE FOR FIXING A FIRST AND A SECOND TUBULAR COATINGS OF A WELL AXIALLY ALIGNED AND THAT EXTEND IN OPPOSITE DIRECTIONS AND METHOD OF FIXING THE SAME | |
| CN112983332A (en) | Rebuild well head emergency rescue device | |
| MX2013003787A (en) | Subsea wellhead. | |
| NO20101681A1 (en) | Security coupling and risers comprising such a safety coupling | |
| US9255458B2 (en) | Method and system for sealing and handling pipe | |
| US8528646B2 (en) | Broken pipe blocker | |
| EP3449082A1 (en) | Drilling riser joint with integrated multiplexer line | |
| RU2230177C1 (en) | Device for binding casing columns on well mouth (variants) | |
| JP2010144507A (en) | Deformation-resistant open chamber head and method | |
| RU2768811C1 (en) | Hydraulic string control system for lowering |