NO151095B - Anordning for sammenkopling av et roeroppheng med overliggende broennutstyr - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en anordning for sammenkopling av et røroppheng med overliggende brønnutstyr, hvor røropphenget innbefatter en dorende forsynt med en aksial boring og med rundt boringen fordelte, fluidførende kanaler, og hvor brønnutstyret innbefatter en brønndel med en tilsvarende aksialboring og med tilsvarende anordnede fluidførende kanaler som skal innstilles, innrettes og anbringes i avtettet forhold til respektive boring og kanaler i dorenden.

Ved operasjoner på fralandsbrønner er det ofte ønskelig å utføre operasjonene på store dyp og uten medvirkning av dykkere. Slike brønnoperasjoner på store dyp krever nøyaktig fjernstyring av utstyr. I GB patentskrift nr. 1 576 897 er beskrevet en undersjøisk stasjon som omfatter brønnhode, produksjons- og styremoduler eller -enheter som kan monteres på den undersjøiske stasjon uten bruk av dykkere og ved hjelp av fjernstyrte innretninger. En slik undersjøisk stasjon innbefatter styrestolper som man ved fjernstyring kan forbinde med styreliner for å lette nedsenking av utstyr langs slike styreliner og utstyret er forsynt med samvirkende styrerør for innledende.lokalisering og plassering av slikt nedsenket brønnutstyr. Slikt brønnutstyr kan innbefatte et røroppheng som skal monteres på en brønnforing eller en brønnhodeinnretning ved dens undersjøiske stasjon, hvilket røroppheng innbefatter fluidførende kanaler for fluid-styrekretser og ringrom-ledninger. Slike fluidførende kanaler må sammenkoples med tilsvarende fluidførende kanaler på tilstø-tende brønnutstyr, f.eks. en sikkerhetsventilenhet for produksjon fra brønnen. Sammenkopling av slike fluidkanaler krever nøyaktig innretting både aksielt og vinkelmessig for å hindre lekkasje samt for å unngå skader på rørnippelelementer som danner en sammenkopling mellom to tilstøtende brønndeler.

Tidligere foreslåtte anordninger for å forbinde fluidkanaler i to tilstøtende brønndeler har vanligvis innbefattet et arrangement hvorved dykkere eller fjernstyrte roboter kan utføre en slik forbindelse. Under dykker- eller robotmedvirkning var det ofte vanskelig å oppnå nøyaktig innretting og sammenføring av endene på brønndelene som skulle sammenkoples i et fluidfø-rende forhold, og når slike skjevheter forekom oppsto ofte skader på tetningene og koplingsdelene.. På forholdsvis store vann-dyp var slike tidligere kjente metoder og konstruksjoner som ble benyttet for å oppnå slik montering, tidkrevende og vanskelige.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en anordning av den innledningsvis angitte art, som sikrer enkel og lettvint sammenkopling av delene, med nøyaktig innretting av de fluidførende kanaler. Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved . hjelp av et for sammenkopling av dorenden og brønndelen utformet tilpasningselement omfattende en hoveddel som oventil er forbundet med brønndelen og nedentil innbefatter et indre sylindrisk parti for forbindelse med dorenden og med en gjennomgående boring som flukter med brønndelens og dorendens boringer, minst to delsylindriske segmenter anordnet i radiell avstand utenfor partiet, hvilke segmenter har forskjellig vinkelmessig utstrekning og er omkretsmessig fordelt rundt hoveddelen, og hvilke segmenter strekker seg aksielt mot dorenden og har en større aksial lengde enn lengden av det indre parti, idet dorenden innbefatter aksielt forløpende utsparinger som er åpne ved toppen av dorenden, og som kan oppta de delsylindriske segmenter bare i én forutbestemt dreiestilling, idet dorens toppende mellom utsparingene har toppflater som er innrettet til å ligge an mot segmentenes undersider i enhver annen dreiestilling, at tilpasningselementet videre omfatter rørelementer som rager gjennom hoveddelen og er beliggende mellom minst ett av segmentene og innerpartiet, idet øvre ende av hvert rørelement er forbundet med en fluidførende kanal i brønndelen, og nedre ende av hvert rørelement har en lengde som er mindre enn lengden av segmentene og mindre enn lengden av innerpartiet og er plassert for å opptas i en fluidførende kanal i dorenden bare i nevnte ene forutbestemte stilling.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningen, hvor: Figur 1 viser et utsnitt av et røroppheng utstyrt med et tilpasningselement for å lette innstilling og innretting av en ventiltreenhet i forhold til røropphenget. Figur 2 er et utsnitt som viser tilpasningselementet og en del av en ventiltreenhet som tilpasningselementet er forbundet med.

Figur 3 er et bunnriss av fig. 2.

Figur 4 er et perspektivriss av en toppende av et røropp-heng innbefattende innrettingsanordningen ifølge denne oppfin-

neise.

I fig. 1 er et røroppheng 22 vist anbragt i en brønnforing 23, i forbindelse med klargjøring av et brønnhull for produksjon, som nærmere omtalt i US patentskrift nr. 4 089 3 77. Anbringer-verktøyet (ikke vist) kan lett tilbaketrekkes etter klargjørings-prøving. Etter slik tilbaketrekking kan røropphenget tilkoples en sikkerhetsventilenhet 100 (hvorav bare bunnpartiet er vist) ved hjelp av et tilpasningselement 24 av ny konstruksjon for innstilling og innretting av fluidførende kanaler på sikkerhetsventilenheten og på røropphenget på en slik måte at rørnippel-elementer 112 styres presist og nøyaktig i riktig forhold til kanalene i øvre ende av røropphenget.

Røropphenget 22 er forsynt med hensiktsmessige gjennomlø-pende fluidførende kanaler for ringrom-ledninger og for fluid-styreledninger. Røropphenget 22 kan innbefatte et antall omkretsmessig anordnede sperrehaker 27 for låseinngrep med brønn-foringsrøret 23 på kjent måte. Som vist i fig. 1 er røropphen-get 22 bragt til anlegg i foringsrøret 23 ved 28. Øvre ende av røropphenget 22 innbefatter en dorende 29 som under anbringelses-operasjonen er opptatt i et innvendig gjenget nedre skjørt på anbringerverktøyet.

Ved fortsatt arbeid på brønnen med henblikk på produksjon blir røropphengets dorende 29 tilkoplet sikkerhetsventilenheten 100. Som det fremgår av fig. 1, 2 og 3 er røropphenget 22 anbragt i en valgt, fiksert, ikke-dreibar tilstand i foringsrøret eller brønnhodet. Sikkerhetsventilenheten 100 er forsynt med en midtre kanal 101 samt styre- og ringromkanaler, hvorav bare én er vist i fig. 1 og angitt som kanal 102. Det vil være klart at de fluidførende kanaler på sikkerhetsventilenheten 100 bør være nøyaktig rettet inn og avtettet slik at sikker styring av brønnhulloperasjonene kan utføres.

Foreliggende oppfinnelse omfatter en tilpasningsanordning 24 for to slike elementer som skal sammenkoples i et avtettet forhold, hvilken tilpasningsanordning innbefatter en hoveddel 105 som er utformet med et indre, hult sylindrisk parti 106 med en midtkanal 107 konsentrisk med delens lengdeakse. Med mellom-rom langs den ytre omkretskant på hoveddelen 105 kan være anordnet langstrakte, delsylindriske eller bueformede segmenter 108, 108a og 108b som strekker seg i samme retning som det indre parti 106. Hvert buesegment 108, 108a og 108b har større lengde enn lengden av det indre parti 106. Hvert buesegment innbefatter innvendige og utvendige avfasede kanter henholdsvis 109 og 109a, som virker som styreorganer slik det senere skal forklares.

Hvert buesegment 108, 108a og 108b er utformet rundt aksen til det indre parti 106 og vinkelen som hvert buesegment strekker seg over er forskjellig fra vinkelen til det tilstøtende buesegment. Alternativt har hvert buesegment 108 en korde hvis lengde er ulik kordelengden til hvert av de andre buesegmenter.

Hoveddelen 105 er utformet med boringer 110 forsynt med oppadvendte forsenkede anslag 111 for opptagelse av rørformede nippelementer 112. Hvert nippelelement 112 har en krage 114 som hviler i det forsenkede anslag 111 for plassering av rørelemen-tet 112 i delen 105. Som det fremgår av fig. 3 har hvert rør-element 112 en akse som ligger på en radian innenfor den bue som omfattes av dets tilhørende buesegment 108. Toppartiet 115 til hvert rørelement 112 er forsynt med O-ringer 116 for tettende inngrep med en utvidet forsenkning i sikkerhetsventilenheten 100. Rørelementets 112 bunnparti innbefatter et antall O-ringer 117 og en avfaset bunnkant 118 som opptas i tilsvarende kanal i røropphengets dorende 29. Lengden av rørelementet 112, som strekker seg parallelt med buesegmentene 108 og det indre parti 106, er mindre enn lengden av partiet 106 og segmentene 108. Nedre ende av rørelementet 112 er beskyttende anordnet i lengde-retningen innenfor ytterenden av partiet 106 og segmentene 108 og sideveis mellom disse.

Dorens øvre endeparti 29 er på sin utvendige overflate forsynt med langsgående utsparinger 120, 120a, 120b som svarer til lengden og bueformen til de respektive segmenter 108, 108a og 108b. Fluidkanaler i endeparti 29 og i sikkerhetsventilen 100 som skal sammenføyes ved hjelp av rør-nippelelementene 112, er også korrelert til de respektive buesegmenter 108, 108a, 108b og utsparingene 120, 120a, 120b. Korrekt vinkelmessig innretting av enheten 100 og doren 29 sikres således ved korrekt inngrep mellom buesegmentene og utsparingene.

Tilpasningsanordningen 24 er festet til sikkerhetsventilenheten ved hjelp av hensiktsmessige, sirkelmessig fordelte gjengebolter 121 som er anordnet langs omkretskanten til hoveddelen 105 mellom endepartiene til tilstøtende buesegmenter 108, 108a og 108b. Grenseflaten mellom sikkerhetsventilenheten 100 og tilpasningsanordningen 24 er forsynt med hensiktsmessige ringformede tetninger 122.

Når sikkerhetsventilenheten skal monteres og koples til røropphenget, nedsenkes tilpasningsenheten 24, festet på bunn-flaten til sikkerhetsventilenheten, langs aksen til sikkerhetsventilenheten og røropphenget. Det skal forstås at slik nedsenking av sikkerhetsventilenheten kan utføres ved hjelp av vel-kjente styreline-, styrehylse- og styrestolpeanordninger, som vist og beskrevet i GB patent nr. 1 576 897. Idet tilpasningsenheten 24 beveges nær øvre ende av dorenden 29 kan tilpasningsenheten dreies ved å dreie rørstrengen som bærer sikkerhetsventilenheten og innstilles i riktig forhold til dorenden 29 ved inngrep mellom motsvarende buesegmenter og utsparinger på dorenden. Dersom vinkelskjevhet eller asimutskjevhet skulle forekomme kan bunnkantene til buesegmentene 108, 108a, 108b be-røre øvre endeflate på doren 29 i partier mellom de segmentopp-tagende utsparinger 120, 120a, 120b på dorenden og vil derved blokkere ytterligere nedsenking av sikkerhetsventilenheten. Det skal bemerkes at ved slik skjev tilstand vil rør-nippelelemen-tets 112 nedre ende befinne seg i avstand fra røropphengets dorende 29, og vil derved være beskyttet mot skade som kunne oppstå ved anslag under slik skjév tilstand. Idet tilpasningsenheten og sikkerhetsventilenheten dreies vil det også være klart at buesegmentene 108, 108a, 108b ikke vil komme inn i de bueformede utsparinger 120, 120a, 120b på dorenden hvis ikke motsvarende utsparing er riktig innrettet i forhold til sitt buesegment. Når slik vinkelmessig innretting eller innstilling er oppnådd og segmentene er innrettet i forhold til sine motsvarende respektive bueutsparinger, kan tilpasningsanordningen føres aksielt til inngrep med dorenden 29 med buesegmentene fullt opptatt i sine motsvarende utsparinger.

Under disse avsluttende koplingstrinn vil det være klart at de nedre partier av buesegmentene 108, 108a og 108b danner en asimut- eller vinkelinnretning for de rørformede nippelele-menter 112 i forhold til deres respektive kanaler, før nedre ende 118 til elementene 112 føres i sine respektive kanaler i dorenden og derved danner ytterligere koaksial innretting for tilpasningsanordningen 24 i forhold til dorenden 29. Når tilpasningsanordningen er riktig innrettet i forhold til både asimut- og lengdeaksen, vil rørelementene 112 være koaksialt innrettet med sine respektive kanaler i dorenden for nøyaktig innføring'uten skade.

Fig. 1 viser sikkerhetsventilenheten 100 ferdig montert på dorenden 29 ved hjelp av tilpasningsanordninger 24. Buesegmentene 108 er fullt opptatt i motsvarende utsparinger 120 i dorenden 29 og det indre parti 106 er opptatt i det øvre noe ut-videde parti 123a til boringen 123 i røropphenget 22. Styre-eller ringkanalen 73 er i forseglet kommunikasjon med kanalen 102 i ventilenheten 100 ved hjelp av kanalen som er utformet i rør-nippelelementet 112.

Selv om tilpasningsanordningen 24 er beskrevet i forbindelse med dens bruk ved de avsluttende trinn for klargjøring av brønnhodet for produksjon, skal det forståes at en slik til-pasningskonstruksjon også med fordel kan benyttes i forbindelse med andre operasjoner på brønnhodet, som f.eks. ferdigstillings-prøven (completion test). Det skal også forståés at konstruk-sjonen av tilpasningsanordningen og dorenden kan benyttes ved andre installasjoner når det er behov for nøyaktig koaksial og vinkelmessig innretting eller innstilling av to deler som skal sammenkoples ved hjelp av fjernstyrte innretninger. Avtettet eller forseglet sammenkopling av fluidførende ledninger er et hovedeksempel på denne oppfinnelse, men oppfinnelsen kan benyttes ved sammenkopling av andre typer ledninger.

Som før nevnt er røropphenget 22 anbragt i brønnforingen 23 ved hjelp av et anbringerverktøy som er nærmere omtalt i US patent nr. 4 089 3 77. Som det fremgår av sistnevnte publi-kasjon sørger anbringerverktøyet for nøyaktig anbringelse og installering av røropphenget 22 i foringsrøret 23 med røropp-henget i nøyaktig forutvalgt vinkelmessig eller asimutstilling i foringsrøret. Slik nøyaktig posisjonering av røropphenget innbefatter nøyaktig lokalisering av utsparingene 120, 120a og 120b i dorenden 29 og bestemmer derved posisjonen for inngangen til styre- og ringromkanalene i røropphenget. Når således ventilenheten med tilfestet tilpasningsanordning 24 nedsenkes for tilkopling til røropphenget, er buesegmentene orientert tilnær-met i riktig stilling for sammenkopling. Inngrep mellom buesegmentene og dorutsparingene finner bare sted etter at ventilenheten og den i denne opplagrede tilpasningsanordning er bragt i stilling for nøyaktig sammenkopling med dorenden 29 ved en liten omdreining av tilpasningsanordningen. Under søkingen etter nøyaktig innretting er nippelelementene 112 i en beskyttet stilling hvor nippelelementenes tetninger ikke utsettes for sli-tasje og mulig skade.

Claims (5)

1. Anordning for sammenkopling av et røroppheng (22) med overliggende brønnutstyr, hvor røropphenget innbefatter en dorende (29) forsynt med en aksial boring (123) og med rundt boringen fordelte, fluidførende kanaler (72), og hvor brønn-utstyret innbefatter en brønndel (100) med en tilsvarende aksial boring (101) og med tilsvarende anordnede fluidførende kanaler (102) som skal innstilles, innrettes og anbringes i avtettet forhold til respektive boring (123) og kanaler (72) i dorenden (29), karakterisert ved et for sammenkopling av dorenden (29) og brønndelen (100) utformet tilpasningselement (24) omfattende en hoveddel (105) som oventil er forbundet med brønndelen (100) og nedentil innbefatter et indre sylindrisk parti (106) for forbindelse med dorenden (29) og med en gjennomgående boring (107) som flukter med brønndelens og dorendens boringer, minst to delsylindriske segmenter (108, 108a, 108b) anordnet i radiell avstand utenfor partiet (106), hvilke segmenter har forskjellig vinkelmessig utstrekning og er omkretsmessig fordelt rundt hoveddelen (105), og hvilke segmenter (108) strekker seg aksielt mot dorenden (29) og har en større aksial lengde enn lengden av det indre parti (106), idet dorenden (29) innbefatter aksielt forløpende utsparinger (120) som er åpne ved toppen av dorenden, og som kan oppta de delsylindriske segmenter bare i én forutbestemt dreiestilling, idet dorens toppende mellom utsparingene har toppflater som er innrettet til å ligge an mot segmentenes (108) undersider i enhver annen dreiestilling, at tilpasningselementet (24) videre omfatter rørelementer (112) som rager gjennom hoveddelen (105) og er beliggende mellom minst ett av segmentene (108) og innerpartiet (106), idet øvre ende av hvert rørelement (112) er forbundet med en fluidførende kanal (102) i brønndelen (100), og nedre ende av hvert rørelement (112) har en lengde som er mindre enn lengden av segmentene (108) og mindre enn lengden av innerpartiet (106) og er plassert for å opptas i en fluidførende kanal (72) i dorenden (29) bare i nevnte ene forutbestemte stilling.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at rørelementet (112) har en akse som ligger på en radius som ligger innenfor den vinkel som et av de delsylindriske segmenter strekker seg over.

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at hvert delsylindrisk segment (108) har en kordelengde som bare passer til kordelengden til en av de motsvarende utsparinger (120) på dorenden (29).

4. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at hvert delsylindrisk segment (108) innbefatter avfasede bunn-kanter for styring av segmentene til inngrep med dorenden (29).

5. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at rørelementet (112) har et endeparti som strekker seg over hoveddelen (105) for å opptas i en av de fluidførende kanaler (102) i brønndelen (100).