DE1583825A1 - Unterwasser-Steigleitungskopf zur Foerderung von OEl und Gas aus einer Bohrung - Google Patents

Description

Unterwasaer-Steigleitungskopf zur Förderung von Öl und Gas aus einer Bohrung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Fördern von Erdöl aus unter Wasser gelegenen Bohrlöchern bzw. Sonden, z.B. offshore-Bohrungen, und betrifft insbesondere eine Vorrichtung zum Aufhängen von Steigleitungen (Steigleitungshängerj tubing hanger), die zum Fördern von Erdöl oder Erdgas und zum Eegulieren des Förderstroms aus einem unter Wasser gelegenen Bohrloch dient, dessen Bohrlochkopf in der Nähe oder auf dem Grund des Gewässers, z.B. auf dem Meeresgrund angeordnet ist«

Bei der Vorbereitung eines Unterwasser-Bohrlochs für die Förderung nach Beendigung der eigentlichen Bohrarbeit werden konzentrische Steigleitungsetränge in einem Steigleitungskopf (tubing head) einer Steigleitungehänger-Einheit aufgehängt,

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der auf dem Meeresboden angeordnet ist. Die Steigleitungsstränge werden derart im Innern eines Bohrlochkopfes bzw. Produktionskopfes (production mandrel) aufgehängt, daß der innere Strang, das ist der Strang mit dem kleineren Durchmesser, in dem äußeren Strang hängt, wobei dieser wiederum in dem Produktionskopf aufgehängt ist. Wenn Steigleitungsstränge mit größerem Durch—· ^: messer oder mehrere Steigleitungsstränge in einem derartigen ~ Steigleitungskopf aufgehängt werden sollen, dann muß die Bohrung im Produktionskopf entsprechend größer sein, um die größeren oder zusätzlichen bteigleitungshänger aufnehmen zu können.

Folglich besteht ein Bedürfnis für einen Steigleitungskopf, in dem jeder der Steigleitungshänger jeweils in dem Produktionskopf so aufgehängt werden kann, daß Steigleitungsstränge mit größerem Durchmesser oder zusätzliche Steigleitungsstränge in dem Produk-

tionskopf, aufgehängt werden können.

Bei bekannten Vorrichtungen weisen die Steigleitungshänger zum Aufhängen mehrerer Steigleitungsstränge in einem Produktionskopf unterschiedliche Abmessungen auf, weil die Steigleitungsköpfe ineinander aufgehängt sind. Folglich besteht auch ein Bedürfnis für eine Vorrichtung zum Aufhängen von Steigleitungen, bei der die einzelnen Steigleitungshänger zum Aufhängen mehrerer Steigleitungsstränge miteinander identisch, und somit gegeneinander austauschbar sind, und zwar unabhängig von den Abmessungen der Steigleitung, die jeweils daran

♦) dessen Innenbohrung vorgegebene Abmessungen aufweist,

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aufgehängt ist oder aufgehängt werden soll.

Ferner bestellt ein Bedürfnis für eine Steigleitungshänger-Einheit mit mehreren identischen Steigleitungshängern, von denen jeder jeweils in dem Produktionskopf aufgehängt ist, wobei in den Steigleitungshängern Paßstücke vorgesehen sind, um diese für Steigleitungsstränge verschiedener Durchmesser verwendbar zu machen.

Darüber hinaus besteht ein Bedürfnis für Setzwerkzeuge und Ziehwerkzeuge zum Setzen (Einführen) bzw. zum Ziehen der Steigleitungshänger in einer bzw. aus einer unter Wasser gelegenen Steigleitungshängervorrichtung, bei der jeder der Steigleitungsstränge in dem Produktionskopf aufgehängt ist_T

Erfindungsgemäß ist ein Unterwasser-Steigleitungskopf zur Förderung von Öl und Gas aus einer in eine unter Wasser gelegene Formation gebohrten Sonde vorgesehen, der folgende Seile aufweist«

Einen Produktionskopf mit einer seitlichen Auslaßöffnung, einen ersten Steigleitungshänger zum Aufhängen eines Steigleitungsstrangs an einer in dem Produktionskopf vorgesehenen Schulter, Verriegelungsmittel zum Verriegeln des ersten Steigleitungshängers gegen vertikale Bewegungen in bezug auf den Produktionskopf, einen zweiten Steigleitungshänger zum Aufhängen eines zweiten Steigleitungsstrangs in der Sonde auf dem bzw. oberhalb des ersten Steigleitungshängers, Abdichtungseinrichtungen zum Abdichten des Ringraums zwischen dem Produktionskopf und dem ersten sowie dem

*) bzw. ein Innenrohr eines solchen Produktionskopfes

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zweiten Steigleitungshänger oberhalb und unterhalb der Auslaßöffnung, wobei zwischen dem ersten Steigleitungsstrang und der Auslaßöffnung ein Strömungsweg für ein strömungsfähiges Medium geschaffen wird, so-wie fernbetätigbare Verriegelungseinrichtungen zum Verriegeln des zweiten Steigleitungshängers in dem Produktionskopf zwecks Verhinderung einer Relativbewegung zwischen dem zweiten Steigleitungshänger und dem Produktionskopf.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigen: Fig. 1 teilweise im Schnitt den untersten Steigleitungshänger der erfindungsgemäßen Vorrichtung,der an einem Setzwerkzeug in den Produktionskopf eingelassen und in einem Innenrohr des Produktionskopfes (production mandrel) abgesetzt ist;

Fig. 2 teilweise im Schnitt eine Vorrichtung gemäß Fig. 1, wobei der Steigleitungshänger durch betätigung des Setzwerkzeugs in seiner Absetzstellung in dem Innenrohr des Produktionskopfes verriegelt ist;

Fig. 3 das Innenrohr des Produktionskopfs mit einem zweiten darin aufgehängten Steigleitungshänger, der in dem Innenrohr des Produktionskopfes oberhalb des ersten Steigleitungshängers verriegelt ist, wobei das Setzwerkzeug entfernt und stattdessen ein Ziehwerkzeug für den Steigleitungshänger eingeführt ist} '

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Mg. 4 teilweise im Schnitt eine Absperreinrichtung für das Innenrohr des Produktionskopfes, die an ihrem Setzwerkzeug in den oberen Bereich des Innenrohrs des Produktionskopfes oberhalb des zweiten Steigleitungshängers eingelassen ist;

Fig. 5 die Absperreinrichtung für das Innenrohr des Produktionskopfes in einer Stellung, in der sie innerhalb des Innenrohrs des

Werkzeug

Produktionskopfes verriegelt und in der ein/zum Ziehen der Absperreinrichtung in das Innenrohr des Produktionskopfes eingeführt ist;

Mg. 6 einen Schnitt entlang der linie 6-6 in Mg. 3, wobei die Yerriegelungselemente in dem Innenrohr des Produktionskopfes verriegelt und mittels einer Verriegelungsmuffe in dieser lage gehalten sind;

Mg. 7 das Innenrohr des Produktionskopfes mit zwei Steigleitungshängern und mit der mittels Verriegelungselementen in dem Innenrohr des Produktionskopfes verriegelten Absperreinrichtung für das Innenrohr des Produktionskopfes sowie einen in das obere Ende des Innenrohrs des Produktionskopfes mittels G-ev/inde eingeschraubten Deokelstopfen.

Fach Beendigung der Bohrarbeiten bei einer in mehreren Produktionshorizonten fündig gewordenen offshore-Bohrung wird zuerst ein Bohrlochkopf bzw. Produktionskopf (in den Zeichnungen ist lediglich ein Innenrohr 10 eines derartigen Produktionskopfes dargestellt) auf dem keeresboden installiert. Der Produktionskopf bzw, sein J-nnenrohr kann zusammen mit oder als l'eil eines Bohrbzw. Verrohrungakopfes (drilling mandrel) auagobildet oder in

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einem derartigen Bohr- bzw. Verrohrungskopf verriegelt werden. Der Steigleitungsatrang mit dem größten Durchmesser wird an einem unteren Steigleitungshänger 12 mit einem Paßstück 14 unter Verwendung eines Setzwerkzeugs 16 aufgehängt, das ein Gestänge aufweist und von über Wasser,z.B. von einer Bohrinsel oder von einem Bohrschiff aus,herabgelassen wird. Durch Betätigung des Setzwerkzeugs 16 werden v'erriegelungselemente in Form von Klauen nach außen in eine Yerriegelungsstellung getrieben, worauf das Setzwerkzeug von dem Steigleitungshänger gelöst und zum Bohrschiff zurückgeholt wird. Dann wird ein zweiter Steigleitungshänger in das Innenrohr 10 des Produktionskopfes abgesenkt, auf der Oberseite des unteren bzw. des ersten Steigleitungshängers 12 abgesetzt und in dem Innenrohr 10 des Produktionskopfes verriegelt, (Fig. 3), wobei genau so vorgegangen wird wie beim Einlassen des ersten Steigleitungshängers 12. Darauf wird eine Absperreinrichtung 24 (production mandrel plug) an einem Setzwerkzeug in das Innenrohr des Produktionskopfes eingelassen (Fig. 4) und durch Betätigen des Setzwerkzeuges verriegelt, worauf das Setzwerkzeug an dem Gestänge 18 wieder aus dem Innenrohr des Produktionskopfes gezogen wird. Im Änsohlauß daran wird ein Deckbzw. Deckelstopfen 28 (capping plug) an einem dritten Setzwerkzeug in das obere ^nde des Innenrohrs des Produktionskopfes eingelassen und dort mittels Gewinde eingeschraubt (Fig. 7)? der Stapfen 28 dient als zusätzliches Mittel zum Niederhalten und Abdichten.

Naohdem dae Innenrohr 10 des Produktionskopfes an dem unter Wasser gelegenen Ansatzpunkt des Bohrloohes festgelegt worden ist,

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.z.B. an einem in das obere Ende des Innenrohrs einschraubbaren Spezialwerkzeug herabgelassen, abgesetzt und in oder auf einem nicht gezeigten Bohr- bzw. Verrohrungskopf durch Drehung des G-estänges 18 vom Schiff aus verriegelt worden ist, werden die Bohrloch-preventer und das nicht gezeigte,vom Bohrloch zum Bohrschiff führende Rohr (riser) wieder mit dem oberen Ende des Innenrohrs des Produktionskopfes an einem Yerriegelungskragen 30 (Figuren 4 und 7) verbunden. Palis erwünscht, kann nun entweder die Sonde perforiert oder es können Brückenstopfen (bridge plugs) entfernt oder andere Arbeiten im Bohrloch ausgeführt werden, bevor die Steigleitung eingebaut wird.

Dann wird der Steigleitungsstrang, der den größten Durchmesser aufweist, an einem Gewindeabsohnitt 34 mit dem Paßstück 14 verschraubt, und dieses Paßstück wird in den ersten bzw. untersten Steigleitungshänger 12 eingeschraubt. Darauf wird das Seifzwerkzeug 16 für den öteigleitungshänger mittels eines Gewindeabschnitts 36 mit einem Gewindeabschnitt 37 am oberen Ende des Steigleitungshängers verschraubt (an Bord des Schiffes) und an dem Gestänge 18 zusammen

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mit dem Bteigleitungshänger 12 in das Innenrohr/des Produktionskopfes eingelassen. Der Steigleitungshänger wird auf einer Schulter 38 im Innenrohr des Produktionskopfes abgesetzt (gelandet), sobald ein Landering 40 des Steigleitungshängers auf der Schulter 38 aufsetzt. Das Setzwerkzeug 16 für den Steigleitungshänger ist mit diesem mittels einer Laufhülse bzw. Laufmuffe 60 verschraubt, die mit dem Rohrkörper 16 des Setzwerkzeugs mittels eines J-Schlitzverbindung verbunden ist, welche an dem Rohrkörper des Setzwerkzeugs mit einem Zapfen 44 und in der Laufhülse mit einem J-Schlitz 46 versehen ist·

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Wenn der Steigleitungshänger auf der in dem Innenrohr des Produktionskopfes vorgesehenen Schulter 38 gelandet bzw. abgesetzt wird, wird das Bohrgestänge nach links gedreht, um den Zapfen 44 in den vertikalen Bereich des J-Schlitzes zu bewegen,

und das "'erkzeug wird(unter der Y/irkung seines Eigengewichtes) gelassen *)
/L, so daß eine Verriegelungshülse 48 des Steigleitungshängers nach unten getrieben wird und die Verriegelungselement e 20 nach auisen in eine Ausnehmung 50 im Innenrohr des Produktionskopfes hineintreibt, weil der Hohrkörper 16 des Setzwerkzeugs nach unten gezogen wird. Ein ^xreibring 56 auf dem Setzwerkzeug greift an einer Oberfläche 58 an der Oberseite der Verriegelungshülse 48 des Setzwerkzeugs an, so daß die Verriegelungselemente 20 nach außen in die Ausnehmung in dem Innenrohr des Produktionskopfes hineingetrieben werden.

•^ine zufällige Abwärtsbewegung der Verriegelun~shülse 48 wird dadurch verhindert, Ia^ die Hülse mittels ucherbolzen 49 mit dem dteigleitun^shi'.nger 12 verbunden iat. Die Scherbolzen 49 werden erst dann abgeschert, wenn die Verriegelungshülse, wie erwünscht, von dem ..reibring 56 nach unten getrieben wird. Eine nicht beabsichtigte ^ufwärtsbewegung der Verriegelungshülse 48 wird von einem Sprengring 148 verhindert, Wenn sich die Verris- ^elungshülse 46 des oteigleitungshängers noch nicht in ihrer Setzstellung (Verri-B^elungsstellung) (?'ig. 1) befindet, befindet sich der Sprengring_-. 14>^: in einer .ausnehmung 150 und wird erst dadurch von -riner r.: .tulrer 153 nacl] unten in eine Ausnehmung 152 hineingetrieben, d;■:, di-: Verrie ;:e„j'igt-lrJlse 48 nach unten getrie- ^;'*η: wird, wöbe.; '?i- ±^c- ^J-^:-rrie^- '-' " " "ii^nte .'^; ν ^h i.ui;pn in

die Verriegelungsstellung treibt. Wie am besten aus Fig» 7

ersichtlich, ist auf jedem Steigleitungshänger eine anzahl von ' in Umfangsrichtung in Abstand voneinander angeordneten Verriegelungselementen in Form von Klauen 20 vorgesehen, die dem jeweiligen Steigleitungshänger in dem Innenrohr des Produktionskopfes verriegeln« Die Verriegelungselemente 20 werden von Sohrägschultern und 53 der Verriegelungshülse 48 nach außen getrieben.

Soll das Setzwerkzeug 16 aus dem Steigleitungshänger 12 entfernt werden, wird zwecks Drehung der Laufhülse 60 das Gestänge 18 nach rechts gedreht. Dadurch wird der ^ewindeabschnitt 36 des Setzwerkzeugs aus dem ü-ewindeabschnitt 37 des Steigleitungshängers herausgedreht, worauf das Setzwerkzeug mittels des Gestänges 18 aus dem Innenrohr 10 des -froduktionskopfes gezogen werden kann.

Sobald das Setzwerkzeug 16 vom Steigleitungshänger 12 getrennt und zum Bohrschiff zurückgezogen worden ist, kann der zweite Steigleitungshänger 22 mit dem Gewindeabschnitt 36 der -baufhülse 60 des Steigleitungshänger-Setzwerkzeugs 16 verschraubt und mittels des Sestänges 18 in das Innenrohr 10 des Produktionskopfes eingelassen und in diesem Innenrohr gelandet bzw. abgesetzt werden, wobei ein Zwischenstück 156 an einer oberen Schulter 62 des ersten Steigleitungshängers angreift (Fig. 3)· Die Zwischenstücke 156 sind mittels Stiftschrauben 158 mit den Steigleitungshängern verbunden. Nachdem der zweite oteigleitungshänger 22 auf dem unteren Steigleitungehänger 12 gelandet bzw. abgesetzt worden ist, wird er durch Betätigung des Üteigieitungenängersetzwerkzeugs mittels Verriegelungeelementen in Form von Klauen 64 in dem Innenrohr 10 dta Produktionskopiee verriegtlt,

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und zwar in analoger Y/eise, wie es im Zusammenhang mit dem Setzen und Verriegeln des ersten Steigleitungshängers 12 "beschrieben worden ist.

Somit ist mittels des unteren Steigleiijungshängers 12 der äußere Steigleitungsstrang (nicht gezeigt)» der an den Gewindeabschnitt des Paßstücks 14 angeschraubt ist, aufgehängt. Mittels einer Dichtung 160 sind die beiden unteren Auslaßöffnungen 66 und 68 im Innenrohr des Produktionskopfes voneinander getrennt. Die Dichtung wird von unten her von dem Xandering 4^ getragen bzw. unterstützt, der mittels eines Sprengrings 162 an dem Steigleitungshänger 12 gehalten wird. Die untere Auslaßöffnung 66 steht mit dem Ringraum zwischen der Bohrlochverrohrung (casing) und der einen großen Druchmesser aufweisenden (äußeren) Steigleitung (tubing) in Verbindung; die Hittelöffnung 68 in dem Innenrohr des Produktionskopfes ist für den Kingraum zwischen der Steigleitung mit dem großen Durchmesser und der steigleitung mit dem kleinen Durchmesser (nicht gezeigt) beütimmii. . -

Eine obere Auslaßöffnung 82 in dem Irinenrohr des Produktionskopfes ist für den, inneren Steigleitungsstrang bestimmt und steht damit in Verbindung. Wie in den Figuren 4 und 7 gezeigt, dichtet die im Innenrohr des Produktionskopfes vorgesehene Absperreinrichtun^ 24 dieses oberhalb der obersten Aiislauöffnung 8.2. mittels einer V-förmige Dichtungselemente aufweisenden Dichtung 84 ab und bildet den oberen Verschluß für den inneren Steigleitungsstrang (nicht gezeigt), der an dem SteigleitungsMnger 22 aufgehängt ist. In dem

unteren Ende der Bohrung der AbsperreinriGhtung 24 ist ein Doppel- j Rüok-

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schlagventil 170 (Jig» 4) vorgesehen, das Strömlingen von strömungsfähigen Stoffen durch die Absperreinrichtung 24 in beiden Eichtungen /verhindert, jedoch eine im Bohrloch nach unten gerichtete Druckübertragung mittels des Ziehwerkzeugs (Jig..5) ermöglichen soll, wie weiter unten beschrieben wird. ·

Nachdem der zweite Steigleitungshänger in dem Innenrohr des -froduktionskopfes verriegelt und das Setzwerkzeug gezogen worden ist j wird ein Setzwerkzeug 26 für die Absperreinrichtung 24, das_s wie gezeigt, mittels Scherbolzen 70 mit der Absperreinrichtung 24 verbunden ist, mit dem Gestänge 18 mittels Gewinde verschraubt. Dann wird die Absperreinrichtung 24 in das Innenrohr 10 des Produktionskopfs eingelassen und auf einem oberen 2nde 72 des zweiten Steigleitungshängers 22 gelandet bzw. abgesetzt (Jig. 4). Unterhalb der Absperreinrichtung 24 eingeschlossene strömungsfähige Medien können durch 3*'~ ,£^sperreinrichtung entweichen, wenn diese in das Innenrohr des Produktionskopfs abgesenkt'ist (Jig. 4), und zwar durch Schlitze 73 in einem Stößel 75, der in dem Setzwerkzeug 26 für die Absperreinrichtung vorgesehen ist und die Aufgabe hat, eine Ventilkugel 170a von ihrem Sitz fernzuhalten. Hachdem die Ab sperreinrichtung 24 in dem Innenrohr des Produktionskopfes abgesetzt bzw. gelandet ist, wird das Setzwerkzeug nach rechts gedreht und nachgelassen, damit sich der Zapfen 27 in den vertikalen Bereich des J-Schlitzes 29 bewegen kann und um das untere Ende eines Hauptteils 74 des Setzwerkzeugs nach unten gegen die Oberseite einer Yerriegelungshülse 76 der Absperrvorrichtung zu tr-ilbenp 'i'.mit Terriegelungselemente 78 nach außen in eine

> ^ßÄD

Ausnehmung 80 in dem ^nnenrohr des Produktionskopfes hineingetrieben werden und auf diese Weise die Absperreinrichtung 24 in dem oberen Ünde des Innenrohrs 10 des Produktionskopfes verriegelt wird. Nachdem das Setzwerkzeug nach rechts gedreht und nachgelassen worden ist, werden durch die Abwärtsbewegung des Hauptteils 74 des Setzwerkzeugs auch Scherbolzen 77 abgeschert, so daß ein Stößeltragteil 79, das mittels Gewinde in das Hauptteil des Setzwerkzeugs eingeschraubt ist, sich relativ zu einem T-Kopf 81 des Stößels 75 nach unten bewegt. Nachdem die Absperreinrichtung 24 mittels der Yerriegelungselemente 78 in dem Innenrohr des Produktionskopfes verriegelt worden ist, wird das Setzwerkzeug 26 von der ^sperreinrichtung dadurch gelöst, daß die Scherbolzen 70 durch Aufwärtsziehen des G-estänges abgeschert und somit die Verbindung zwischen dem Setzwerkzeug 26 und der -^sperreinrichtung für das Innenrohr des Produktionskopfes getrennt wird.

Oberhalb der Absperreinrichtung 24 wird in das Innenrohr 10 des Produktionskopfes mittels eines Setzwerkzeuges.86 ein Deckstoüfen 28 (Fig. 7) eingeschraubt. Dieser ^eckstopfen wirkt als Zusätz-Dichtung «as zusätzlich zu allen anderen Dichtungen im Innenrohr des Produktionskopfes und dient außerdem als weitere Einrichtung zum niederhalten der Steicleitungshänger und der Absperreinrichtung 24. Der Deckstopfen 28 wird durch Drehen des Setzwerkzeugs 86 nach links in das Innenrohr des Produktionskopfes eingeschraubt, und zwar soweit, bis der Stopfen 28 die in Fig. 7 dargestellte L,,ge einnimmt. Durch weiteres Drehen nach links wird der Scherbolzen 85 abgeschert und die Öffnung bzw. Bohrung 90 dadurch

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g.e s chi ο ssen, daß das Innenteil 87 des Stopfens 28 relativ zu dem äußeren Stopfenteil 28 nach, oben verschraubt wird. Das Setzwerkzeug 86 wird durch Drehen und Aufwärtsziehen von dem Deekstopfen getrennt.

Wenn in dem Bohrloch bzw. in der Sonde irgendwelche Arbeiten ausgeführt werden müssen oder wenn eine Bohrlochbehandlung erfolgen soll- oder wenn die Sonde abgeworfen werden soll, kann es notwendig werden, den Deekstopfen 28, die Absperreinrichtung 24 im Innenrohr des "-froduktionskopfes und die Steigleitungshänger wieder ziehen zu müssen. Übliche Bohrlocharbeiten am Seil bzw. Kabel können allerdings durch den inneren Steigleitungsstrang hindurch nach Entfernen des Deckstopfens und der Absperreinrichtung im Innenrohr des Produktionskopfes durchgeführt werden. Soll nun der Deekstopfen gezogen werden, dann wird das zum Einbauen des Stopfens benutzte Setzwerkzeug 86 j.n das Bohrloch eingefahren, über einen Zapfen bzw. Bolzen abgesenkt und auf diese Weise der Deckstopfen aus dem Innenrohr des Produktionskopfes herausgeschraubt. Durch Drehen des Werkzeuges 86 nach reohts wird zunächst die Öffnung bzw. Bohrung 92 für von unten wirkenden Druck dadurch geöffnet, daß das Innenteil des Stopfens relativ zu dem Stopfenteil■28 nach unten geschraubt und so das Innenteil von seinem Sitz abgehoben wird. Durch weitere Rechtsdrehung wird der Stopfen 28 aus dem ^nnenrohr des Produktionsköpfe s herausgeschraubt·

Di© im Innenroh,^ das Proäufctionskopfes vorgesehene Absperreln- riohtung 24.wird-mittels eines.besonderen Ziehwerkzeugeβ 93 ₀ 5).'gebogen» "Zu diesem Zweo): wird das Ziehwerksoug 93 in die

fä ί3) /f\ η ρ_Λ CJi iP^

i J 9 / y J ©

Absperreinrichtung 24 eingelassen so daß ein Bndteil 96 der Absperreinrichtung in ein unteres Ende 94 der in der Absperreinrichtung, 24 vorgesehenen InnenbohruBg eingeführt ist. Ein Punkt, bzw. eine Spitze 172 des Ziehwerlcseugs 93 liebt eine Ventilkugel 174 des Doppel-Rückschlagventils l?0 von. ihrem Sitz ab, so· dai3 von unten durch das Rückschlagventil 98 in der Hase des Ziehwerkzeugs Druck angezeigt wird. Wenn Ύοη unten Druck angezeigt wird, wird ein strömungsfähiges Medium durch das Bohrgestänge hindurch nach unten durch das Ziehwerkzeug 93 und durch Öffnungen 97 gepumpt, um den Druck im Bohrloch auszugleichen. Das in die Öffnungen 97 hineingepumpte Druckmedium bewegt zunächst ein Differentialflächenventil (differential area valve) 176 nach oben und durch den fortdauernden -ftruelc wird eine Ventilkugel 178 von ihrem Sitz abgehoben, die dann ströniungsfähiges Medium in die Sonde eintreten läßt_s so daß der vorstehend erwähnte Bohrlochdruck ausgeglichen werden kann* Biehiningeii 99 und 101 isolieren das strömungsfähige Medium, das-duroli die öffnungen 97 des Ziehwerkzeugs 93· hindurch gepumpt worden lsi;. Mach dem Ausgleich des Drucks im Bohrloch wird ein öclierbolsen 180 durch Nachlassen des Gestänges abgeschert_p und das Ziehwerkzeug wird nach rechts gedreht, um die Zapfen an dem Ziehwerkzeug in den senkrechten Bereich des J-üchlltzes zu bewegen» Bine Helativdrehbewegung zwisahen dem Ziehwerkzeug und der jPJsspsrrsinrichtung 24 wird durch die Reifeungswirkung der ^iclitiiHgen 99' und"101 verhindert.

Sobald das Ziehwerkzeug 93 naohg©3.agss©32. wa& atiöli reohte gedreht worden iai;_s befindet sich ©ia. 6-e¥?is.3.sabsolmitt 95 einer Außen--

hülse 108 des Ziehwerkzeugs in einer Stellung, in der er in einen entsprechenden ^ewindeabsehnitt 112 der Absperreinrichtung 24 eingeschraubt werden kann. Sobald das Ziehwerkzeug 93 in den Gewindeabschnitt 112 eingeschraubt worden ist, kann das Ziehwerkzeug anL&estange nach oben gezogen werden und eine Hülse 122 kann hinter den Verriegelungselementen 78 angehoben werden» Durch die -xufwärtsbewegung der HüIgg 122 greift ihre obere Schulter 128 an einer unteren Begrenzungsfläche 132 einer Buchse 150 arij die in das obere I3nde der Abspe.rreinrichtung 24 eingeschraubt ist. Infolgedessen werden die Yerriegelungselemente 78 aus der Ausnehmung 80 im Innenrohr des Produktionskopfes zurüekgezogehs weil ^si@ eine Abschrägung 124 der Ausnehmung 80 berühren. Somit kann die Absperreinrichtung 24 aus dem Innenrohr 10 des Produktionskopfes entfernt werden.

Die Steigleitungshänger 12 unl 22 !^rÖimen. mittels eines Ziehwerkzeugs 134 (Fig· 3) gezogen werden_e Das Ziehwerkzeug 134 wird am •Bohrgestänge 18 in eine Innenhülse 136 des Steigleitungsaufhängers-22 eingeschraubt. Wird nun die Innenhülse 136 mittels des Bohrgestänges,, das in das obere Ende des Ziehwerkzeugs eingeschraubt ist, angehobens dann wird sie aus ihrer Lage hinter den Verriegelungseleraenten 64 gezogen» Auf diese Weise wird der obere Steigleitungshänger 22 in dem Innenrohr 10 des Produktionskopfes entriegelt, ■^ine weitere Aufwärtsbewegung des Ziehwerkzeugs 134 und der Innenhülse 136 hat zur !Folge, daß eine Schulter 142 der Hülse 136 eine untere -.iegrenzungsflache 144 einer Buchse 146 berührt_o jju'i-oii v;eiteres Aufwärtsbewegen wird der Stei^leitungshäaiger 22 au:; 'ioiü liirrenrohr de α Produkt ion ο kopf β η entfernt _o Der untere

Steigleltungshänger 12 (und der damit verbundene, nicht dargestellte äußere Steigleitungsstrang) kann auf genau dieselbe Art und Weise aus dem Innenrohr des Produktionskopfes entfernt werden wie der obere Steigleitungshänger 22 (und der damit verbundene nicht dargestellte innere Steigleitungsstrang).

Obwohl nicht dargestellt, können weitere Steigleitiuigshänger oben a,uf dem oberen Steigleitungshänger 22 gelandet bzw. abgesetzt werden (in einem Produktionskopf, der ein längeres Innenrohr besitzt), so daß zusätzliche innere Steigleitungsstränge aufgehängt werden können.

Die erfinduiigsgemäße Steigleitungshängereinheit schafft einen Steigleitungskopf für mehrere Steigleitungsstränge, von denen jeder jeweils in dem Produktionskopf bzw. in dessen Innenrohr verriegelt wird, so daß in einem Produktiohskopf gegebener Größe Steigleitungsstränge mit größeren Durchmessern eingebaut werden können als bei Verwendung der bekannten konzentrisch ineinander angeordneten bzw. ineinander verriegelten Steigleitungshänger. Die Erfindung schafft auch die Möglichkeit, die einzelnen Steigleitungshänger in einem mehrere Steigleitungsstränge "aufnehmenden Steigleitungskopf gegeneinander auszutauschen.

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Claims (1)

1. PW/Lu/ki ■■■·". ATLiIiEIO BIGSSTELl) GOWASJ

   '■ Philadelphia, P ennsylvania/USA

   • Patentansprüche

   1. Unterwasser-Steigleitungskopf zur Förderung von Öl und Gas aus einer Bohrung, die in eine unter Wasser gelegene Formation gebohrt ist, mit einem Innenrohr eines Produktionskopfes, das eine seitliche Auslaßöffnung aufweist, ferner mit einem ersten Steigleitungshänger zum Aufhängen eines ersten SteigleitungsStrangs an einer in dem Innenrohr des Produktionskopfes vorgesehenen Schulter, und mit Verriegeiungsmitteln zum Verriegeln des ersten Steigleitungshängers gegen Vertikalbewegung in bezugaufdasInnenrohr des Produktionskopfes, gekennzeichnet durch einen zweiten Steigleitungshänger (22) zum Aufhängen eines zweiten Steigleitungsstrangs in der Bohrung oberhalb des ersten Steigleitungshängers (12) j Abdichtuiigseinriehtungen zum Abdichten des Ringraums zwischen dem Innenrohr (10) des Produktionskopfes und dem ersten (12) und dem zweiten (22) Steigleitungshänger oberhalb und unterhalb der Auslaßöffnung zwecks Schaffung eines Strömungsweges zwischen dem ersten Steigleitungsstrang und der Auslaßöffnung} und fernbetätigbare Terriögelungseinrichtungen (18, 16, 20, 50) zum Verriegeln des zweiten Steigleitungshängers (22) ' in dem Innenrohr dea Produktionskopfes zwecksVerhinderung einer Relativbewegung zwischen dem zweiten Steigleitungshänger und dem Inaen^ohr des ProäuktionBkopfes,

   2. Unterwasser-Steigleitungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnetj daß-Einrichtungen (62» 156) zum Landen des zweiten Steigleitungshängers (22) im Innenrohr (10) auf dem oberen Ende des ersten Steigleittingshängers (12) vorgesehen sind*

   3. Uhterwasser-Steigleitungskopf nach - .Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der erste Steigleitungshänger (12) als auch der zweite Steigleitungshänger (22) in Ausnehmungen (50 "bzw. "bei 64) verriegeibar sind, die in dem Innenrohr (10) des Produktionskopfes vorgesehen sind.

   4. Steigleitungsköpf nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Abdichtung des Innenrohrs (10) des Produktionskopfes oberhalb der seitlichen Auslaßöffnung eine Absperr einrichtung:■'(24) fern-betätigbar in diesem Innenrohr oberhalb des zweiten Steigleitungshängers (22) angeordnet 1st.

   5. Unterwasser-Steigleitungskopf nach einem der vorstehenden . Ansprüche, wobei das Imenrohr des Produktionskopfes drei in Längsrichtung im Abstand voneinander angeordnete seitliche Auslaßöffnungen aufweist,, gelcensiaeichnet durch erste AbdiohtuEigseinrichtungen (160-) mm Abdichten- des Kingraums zwischen dem Innenrohr des -Proäiiktioiislsopfes" laid deai era ten Steig-

   oberhalb der asetesi (6£) c?,©:_;; or©! seitliehen -

   AuslaßÖffnungen zwecksSchaffung eines Strömungsweges zwischen der ersten seitlichen Auslaßöffnung und dem :-■-Ringraum, "zwischen dem ersten Steigleitungsstrang und dem Innenrohr \ weitere AMichtungs einrichtungen zum Abdichten des R&ngrauras zwischen, dem Innenrohr (10) des Produktions- ^: kopfes '"und dem zweiten Steigleitungshänger (22) oberhalb der zweiten (68) der drei seitlichen Auslaßöffnungen zwecks -"■-.-,-■.Schaffung- eines Stromisngsweges sswischen der zweiten ; seitlichen-Auslaßöffnimg und dem ersten Steigleitungsstrang j und Absperreiariehiyungen (24) zum Abdichten der Bohrung des .Innenroinres (10) des Produktionskopfes oberhalb der dritten (82) der drei seitlichen Au'slaß-■ öffnungen zwecks Schaffung eines Strömungsweges zwischen ; der dritten■ seitliclsen. Auslaßöffnimg und dem zweiten Steigleituagsstrang»

   β ο nnterwasser-Steiglei-früngskopf nach Anspruch 5_f dadurch gekennzeichnet, daß die Absperreinrichtung (24) zum Abdichten des-.Ixmenröbrs (10) des Produktionskopfes

   ;oberhalb der dritten seitlichen Auslaßöffnung (82) in. ihrem unteren Sade mit einem Doppel-Rückschlagventil (170) versehen ist_s das vor dem Entferlien der'Absperr einrichtung aus dem Iimenrohr des Produktionskopfes eine Druckanzeige gestattet.

   7v Unterviaooer-S'teigleitungsfcopf nach Anspruch 5 oder '6, dadurch gpkGnnzeiclmet, daß Dinrichtungen zum Ausgleich des BoxirlochdruckB Tor dem Entfernen dor Abap err einrichtung

   (24) zum Absperren des Innenrohrs des Produktionskopfes vorgesehen sind, und daß diese Einrichtungen ein Strömungsmittel-betätigbares Differentialflächenventil (176) und ein Rückschlagventil (98) aufweisen,,die das Eindringen von Bohrlochdruck in die Absperreinrichtung (24) verhindern.

   8. Unterwasser-Steigleitungskopf nach einem der Ansprüche 5j 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet/ daß der erste Steigleitungshänger (12) zusammen mit dem ßteiglaitungsstraiig an einer Schulter (38) in dem Innenrolir (to) des Produktionskopfes zwischen der ersten und der zweiten seitlichen Auslaßöffnung (66 bzw. 68) aufgehängt ist, daß ferner der erste Steigleitungshänger (12) gegen vertikale Bewegung relativ zu dem Innenrohr des Produktionskopfes in einer Ausnehmung (50), die in dem Innenrohr (10) zwischen der ersten und der zweiten seitlichen Auslaßöffnung vorgesehen ist» verriegelt ist, und daß der zweite Steigleitungshänger (22) in einer zweiten Ausnehmung, die (bei 64) in dem Innenrohr (10) des Produlctionskopfes vorgesehen ist, zwecks Verhinderung einer Relativbewegung zwischen dem zweiten Steigleitungshänger und dem Innenrohr des Produktionskopfes verriegelt ist. .

   Der Patentanwalt

   009839/0367