NO159679B - Fremgangsmaate og system for hydraulisk fjernstyring av enbroennanordning som er tilkoblet en hydraulisk fluidkilde. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for hydraulisk fjernstyring av en anordning som er tilkoblet en hydraulisk fluidkilde ved hjelp av i det minste én fleksibel ledning som er fylt med hydraulisk fluid. Oppfinnelsen omfatter også et system for hydraulisk fjernstyring av en anordning omfattende en hydraulisk fluidkilde som er koblet til anordningen ved hjelp av i det minste én fleksibel ledning som er fylt med hydraulisk fluid.

I forbindelse med oljebrønner er det kjent å benytte

ventiler som sikkerhetsventiler plassert på et dertil egnet sted på brønnen. Sikkerhetsventilene er konstruert for å kunne stenge av brønnen hurtig omnødvendig, for derved å avverge en ukontrollert utblåsning. For en fralandsbrønn er utblåsnings-sikkerhetsventilene, den såkalte blowout preventer-stabelen (BOP-stabelen), plassert på toppen av brønnhodet anbragt på sjøbunnen. Også for de tilfeller hvor fralandsproduksjonstesting utføres fra en flytende plattform, benyttes en ventil eller et sett med ventiler som er fjernbart plassert på produksjonsstrengen nær utblåsnings-sikkerhetsventilene.Hvis det i slike tilfeller er nødvendig midlertidig å forlate brønnen, f.eks. som følge av en storm,

stenges ventilene ved hjelp av fjernstyring fra havflaten. De deler av produksjonsstrengen som er beliggende over ventilene frakobles og heises opp til plattformen som følgelig ikke lenger er tilkoblet brønnen. For det meste styres disse ventiler hydraulisk fra havflaten. For å muliggjøre denne styring benyttes hydrauliske ledninger som forbinder ventilene som skal styres med en hydraulisk væskekilde beliggende på plattformens dekk. Disse ledninger kan med fordel være fleksible for derved å forenkle håndteringen og å gjøre innføringen av ledningen med påmonterte ventiler inn i brønnhodet mulig. Ledningene og ventilene installeres samtidig i et slikt tilfelle. Slike løsninger funksjonerer tilfredsstillende når brønnhodet ikke er installert på for store dyp, dvs. når lengden på de fleksible ledninger ikke er for store. I praksis bør ikke lengden på slike ledninger overstige om lag 300 meter. For lengder som overstiger denne lengde vil reaksjonstiden for anordningen, dvs. den tid som trenges for å åpne eller stenge ventilene, bli for lang. Dette er en vesentlig begrensning for de tilfeller hvor det er

nødvendig å stenge av ventilene omgående for derved å forhindre en ukontrollert utblåsning fra brønnen. Denne forsinkelse er hovedsakelig forårsaket av ledningenes fleksibilitet. Slike fleksible ledninger har nemlig den egenskap at de ekspanderer når det innvendige hydrauliske trykk øker. Det skal anføres at reaksjonstiden øker med økende lengder på ledningen.

For å eliminere denne ulempe har det vært foreslått å benytte forskjellige løsninger. En første løsning består i å benytte et batteri av hydrauliske væske-akkumulatorer med høy kapasitet, anbragt på havflaten, for derved å oppnå en høyere hydraulisk væskestrømningshastighet gjennom ledningene når ventilene er i åpen eller lukket stilling. Formålet med en slik løsning er å redusere styringstiden. Vanligvis benyttes ledninger som generelt har en liten diameter (om lag 4,8 mm). Så tynne ledninger forårsaker et vesentlig trykkfall som begrenser og stabiliserer den hydrauliske væskestrømshastighet gjennom ledningene.

Det har også vært overveiet å bruke stive, og dermed ikke-ekspanderende ledninger, med også slike løsninger forårsaker problemer i form av trykkfall i ledningene med tilsvarende begrensninger i strømningshastigheten, samt at håndteringen av stive ledninger langt fra er særlig praktisk.

Ytterligere foreslåtte løsninger består i å benytte supplerende hydrauliske væskeakkumulatorer og å plassere disse på brønnen på sjøbunnen i den umiddelbare nærhet av de ventiler som skal styres. Ifølge én av disse løsninger styres akkumulatorene ved hjelp av hydrauliske styreventiler som styres fra overflaten gjennom hydrauliske styreledninger som forbinder styreventilene med overflaten. Åpning og stengning av styreventilene er muliggjort ved å variere det hydrauliske trykk i de hydrauliske styreledninger. Det skal understrekes at'de hydrauliske ledninger utelukkende benyttes for å styre undervannsventilene ved hjelp av styreventiler og ikke for å tilføre den nødvendige hydrauliske energi for å åpne eller lukke undervannsventilen. Ifølge denne løsning er de hydrauliske styrekretser og de hydrauliske opera-sjonskretser (dvs., kretsene som tilveiebringer energien) adskilte kretser. Nok en løsning er beskrevet i publikasjonen "Offshore", mai 1979, side 124-126. Her benyttes et flertall hydrauliske væskeakkumulatorer som er anbragt på bunnen i umiddelbar nærhet av de ventiler som skal styres. Akkumulatorene aktiviseres ved hjelp av pyrotekniske ventiler som avfyres fra havoverflaten ved hjelp av en elektrisk kabel. Denne løsning, som i og for seg gir den ønskede effekt, er komplisert siden metoden både er basert på hydrauliske og elektriske teknikker. Det skal her påpekes at når den pyrotekniske ventil er blitt avfyrt, kan den ikke lenger brukes; systemet er med andre ord ikke repeterende. Generelt skal det påpekes at bruk av akkumulatorer plassert på brønnhodet innebærer mange ulemper. Faktisk er slike løsninger ubrukbare og må beskyttes både mot støt og rystelser og mot væsken som omgir den. I tillegg skal det anføres at det hydrauliske væsketrykket i akkumulatorene må justeres fra havflaten, idet trykket som forekommer i brønnen på det dyp de er plassert må tas med i betraktningen ved justeringen. Denne trykkjustering er avhengig av en subsidiær trykk-kilde i tillegg til kvalifisert arbeid. Likeledes er det nødvendig å bringe hele utstyret opp til overflaten for gjenlating eller fylling av akkumulatorene når akkumulatorene er tomme. Denne anordning kan følgelig ikke brukes på en fullstendig repeterende måte.

Følgende ytterligere opplysninger om utviklingen på området kan være av interesse.

I europeisk patentsøknad EP 9364 er et system beskrevet for hydraulisk kontroll av en undersjøisk anordning, og mer spesielt et system for individuell kontroll av et forholdsvis stort antall undersjøiske brønnanordninger under benyttelse av bare noen få hydrauliske trykk-kildeledninger. I den beskrevne utførelse benyttes to ledninger for betjening av de forskjellige anordninger. Det benyttes hydrauliske OG-ventiler (AND-gates) som er anordnet på rad og rekke. Ved påføring av de riktige trykk på de to signaltrykkledninger oppnås betjening av en forutbestemt 0G-ventil ved skjæringen av en forutbestemt rekke med en forutbestemt rad og den undersjøiske påvirker som er forbundet med uttaket fra den betjente OG-ventilen vil settes igang.

Utnyttelse av signalledningenes deformasjonsevne utnyttes ikke til fjernstyring av undersjøiske anordninger i denne kjente utførelse.

Fransk patentskrift 2052052 omtaler et hydraulisk styresystem for lange avstander med ledninger med liten diameter og av den art som er omtalt ovenfor. Anordningen omfatter hydrauliske akkumulatorer som er plassert nær de ventiler som skal styre. I fransk patentskrift 2045255 er en reguleringsanordning beskrevet til fjernstyring av en anordning som er plassert langt borte fra den hydrauliske kilde. I denne reguleringsanordning er det innkoblet en elastisk hylse eller slange som brukes som en beholder til regulering av strømningsmengden. Denne hylse eller slange er egentlig ekvivalent med den akkumulator som er beskrevet i det ovenfor omtalte franske patentskrift 2052052.

Hensikten med denne oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte og et system av den innledningsvis omtalte art som på en ny måte tillater meget rask og pålitelig fjernstyring av anordninger plassert i stor avstand fra styringsstedet.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utmerker seg ved akkumulering av hydraulisk energi i den fleksible ledning eller de fleksible ledninger ved økning av trykket i det hydrauliske fluid for deformering av ledningen og derved raskt å kunne utnytte ne4vnte hydrauliske energi som således er akkumulert ved deformering av ledningen, for styring av anordningen.

Ved en utførelse av oppfinnelsen kan enden av ledningen som befinner seg nær anordningen avstenges fra anordningen for å

styres ved hjelp av en ventil for å muliggjøre oppsamling av hydraulisk energi uten å betjene den nevnte anordning. Ventilen kan styres ved hjelp av nevnte hydrauliske fluid.

Systemet ifølge oppfinnelsen utmerker seg ved at det

omfatter en fordelingsinnretning for hydraulisk fluid og akkumulering av hydraulisk energi som dannes ved deformering av nevnte ledning som følge av økning av trykket av det hydrauliske fluid for oppnåelse og opprettholdelse av en økning av ledningens volum, hvilken innretning er plassert ved den ende av den fleksible ledning som befinner seg nær anordningen.

Fordelings- og akkumuleringsinnretningen er fortrinnsvis

styrt ved variering av trykket av det hydrauliske fluid i den fleksible ledning. Fordelings- og akkumuleringsinnretningen omfatter ifølge trekk ved oppfinnelsen i det minste én forde-

lingsventil med i det minste to stillinger og tre porter, hvor den første port mottar det hydrauliske fluid fra ledningen, den andre port mottar et fluid ved ytre trykk og den tredje port er anordnet i forbindelse med den første port i én stilling av ventilen og med den andre port i den andre stilling av ventilen.

De tre porter kan være isolert fra hverandre når ventilen befinner seg i en mellomstilling.

Fordelingsventilen kan ha en sentral sleide og to motsatte stempler hvis tevrrsnittsforhold er forskjellig fra 1.

Foreliggende oppfinnelse vil bedre kunne forstås fra den påfølgende beskrivelsen av en utførelsesform av oppfinnelsen. Denne utførelsesform som ikke må anses å være begrensende for oppfinne-lsens omfang er vist på figurene, hvor: Fig. 1 viser skjematisk et system ifølge foreliggende oppfinnelse for styring av en fjernbart anordnet ventil på et undervanns-brønnhode under fralands produksjonstesting fra en flytende plattform,

Fig. 2, 3 og 4 viser skjematisk den hydrauliske anordning

som benyttes for å distribuere den hydrauliske energi som er akkumulert i den fleksible ledning, såvel som den fjernbare ventil som skal styres, idet fig. 2 vedrører åpningen av ventilen, fig. 3 viser stengning av ventilen, mens fig. 4 viser frakoblingen av den hydrauliske styringsdel av ventilen. Fig. 5A og 5B viser skjematisk en to-posisjons- og treveis distribusjonsventil i to forskjellige posisjoner, av hvilke flere ventiler er brukt i den hydrauliske energidistribuerende anordning, og Figurene 6, 7 og 8 viser en utførelsesform av den hydrauliske energidistribuerende anordning tilknyttet de respektive ledningene A, B, og C.

Det henvises innledningsvis til fig. 1 som noe skjematisk viser et flytende eller halvt-nedsenkbart borefartøy 10 som er stasjonert over en fralands oljebrønn 12. Havflaten er indikert med henvisningstallet 11, mens sjøbunnen er indikert med henvisningstallet 14. Et brønnhode som er fastgjort til den øvre ende av brønnrøret 16 er montert på en BOP-stabel 18 som er utstyrt med stempler 20 som kan beveges sideveis ved hjelp av hydrauliske sylindre 22 for å lukke det ringformede rom mellom brønnrøret 16 og borestrengen 24 eller et produksjonsrør som går gjennom brønnen. Et sjøstigerør (ikke vist) er koplet til den øvre ende av BOP-stabelen 18 og strekker seg oppad til et punkt over havflaten hvor det gjennom et vanlig rørstrekk-system (ikke vist) er forbundet med fartøyet.

En styreventilanordning 26 er montert innvendig i BOP-stabélen'18 og innkoplet i borestrengen 24 som strekker seg fra havflaten og ned til brønnformasjonen som befinner seg under prøving. Denne ventil og dens hydrauliske styremetode til-hører teknikkens stand og er beskrevet i detalj i US patentskrift nr. 3,967,647 (tilsvarer NO-PS 145,481). Ventilen 26

er via en overgangsdel 2 8 forbundet med en rørbærerflens 30 som er dimensjonert og anordnet for å bringes i anlegg mot et skulderparti 32 ved den nedre ende av stabelen 18. De nedre stempler i BOP-stabelen danner en avstengning rundt overgangs-delen 28, mens rørbærerflensen 30 er benyttet for opphengning av borestrengen 24 i brønnen. En hydraulisk enhet 34 som styrer ventilen er fjernbart anordnet på ventilseksjonen 26. Den hydrauliske seksjonen 24 har en til flere plugger. Ventilen 26

og tilkoplingen eller fråkoplingen av den hydrauliske enhet 34 fra ventilen 26 kontrolleres fra plattformen ved hjelp av fleksible hydrauliske ledninger A, B og C som er buntet sammen til on bunt 36. Denne bunt er viklet på en trommel 38 plassert på plattformens dekk. Den hydrauliske væske som fyller ledningen tilføres ved hjelp av akkumulatorer 40 koplet til et kontrollpanel 42 som inkluderer en pumpe. De tre hydrauliske ledningene A,B og C løper fra nevnte kontrollpanel.-

Ifølge et av trekkene ved foreliggende oppfinnelse er de hydrauliske ledninger ikke direkte forbundet med den hydrauliske enhet 34 men gjennom en hydraulisk distribusjonsenhet 44 vist i detalj på figurene 6, 7 og 8, og på det hydrauliske

diagram som er vist på figurene 2, 3 og 4.

Disse figurene viser helt skjematisk ventilen 26 og det fjernbare hydrauliske styresystem - 34. Disse elementene er fullstendig beskrevet i US patentskrift nr. 3,967,647 omtalt ovenfor. Ventilen 26 omfatter en sfærisk plugg 46 festet i et ventilbur 48. Ventilburet 48 er innvendig plassert i ven-tillegemet 50 som er festet til den hydrauliske enhet 34 ved hjelp av elastiske fingerlegemer 52. Disse fingerlegemer holdes i posisjon ved hjelp av et første stempel 54 som beveges under påvirkning av hydraulisk trykk i kamrene 55 og 56. Ventilburet 48 er fjernbart festet ved hjelp av elastiske fingre 58 til et andre stempel 60. Det sistnevnte stempel 60 beveges under påvirkning av hydraulisk trykk påført i kamrene 62 og 64. En fjær 66 søker å presse ventilburet 48 oppover for dermed å holde pluggen 46 i en lukket posisjon. Diagram-met for den hydrauliske distribuerende enhet 44 er vist på

fig. 2 når den hydrauliske ledning A er vist koplet til den hydrauliske styreenhet 34, idet pluggen 46 er holdt i åpen stilling og hvor den fjernbare hydrauliske enhet 34 er koplet til ventilen 26. Åpning av ventilen oppnås ved å tillate hydraulisk væske å strømme inn i kammeret 62 under et trykk A for derved å holde nede stemplet 60. (I det følgende vil trykket A, B eller C henvise, til trykket i de respektive hydrauliske ledninger A, B eller C). Koplingen av den fjernbare enhet 34 til ventilen 26 er låst ved å presse ned stemplet 54 ved å tilføre trykket A i kammeret 56. Ved denne kommunikasjonen kommuniserer innløpet 6 8 på ledningen A i

den hydraulisk distribuerende enhet 44 med utløpet 70 i enheten. På den annen side kommuniserer ikke innløpene 72 og 76 på ledningene B og C med henholdsvis utløpene 74 resp. 78.

Den hydraulisk distribuerende enhet 44 har tre distri-busjonsventiler 80,82 og 84 som er forbundet henholdsvis med de fleksible ledningene A, B og C. Hver av disse tre ventilene er av den såkalte to-posisjons,tre-veis typen. Posisjonene er bestemt av posisjonen på en sylinder 86 (fig. 5) som påvirkes av to stempler 88a, b eller c og 90a, b eller c som er utstyrt med forskjellig tverrsnittsforhold avhengig av ventilene. Tverrsnittsforholdene på stemplene 88a til 90a

er 1 til 0,8; tverrsnittsforholdene for stemplene 88b til 90b

er 0,81 til 1 og tverrsnittsforholdene for stemplene 88c til 90c er 1 til 0,6. Bortsett fra de forskjellige tverrsnittsforholdene på stemplene, er de tre distribusjonsventilene helt identiske. Stemplene 88a. og 90b påvirkes av trykket A. De tre stemplene 9 0a, 88b og 90c påvirkes av trykket B som benyttes som et referansetrykk. Stemplet 88c påvirkes av trykket C.

De tre utgangene på hver distribusjonsventil består av trykkinnløpet 92 som kommuniserer med tilsvarende hydrauliske ledning (92a for ledning A, 92b for ledning B og' 92c for ledning C) gjennom et evakueringsutløp 96a, b eller c koplet til en evakueringskrets 98. og.gjennom utnyttelsesåpningene 94a, b eller c for derved å tillate overføring til de hydrauliske ledningene A, B eller G eller forbindelse mellom evakueringskretsen og den hydrauliske kontrollenhet 34. Evakueringskretsen inkluderer en overføringsakkumulator 100 og en stopp-ventil 102 koplet i parallell med de eksterne omgivelser. Akkumulatoren 100 overfører omgivelsenes externe trykk til lavtrykkskretsene i enheten, dvs. kretsene som ikke utsettes for trykkene A, B eller C, men som utsettes for trykkene i evakueringskretsen. Variasjonene i volum i akkumulatoren kompenseres automatisk gjennom evakueringen av de hydrauliske benytte Ises ledningene 70, 74 og 78 som kopler den hydrauliske enhet til enheten 34 ved å stenge stoppventilen 102. Stoppventilen 102 tillater utløp av væske evakuert til den hydrauliske enhets utside og forhindrer inntrengning av forurensende partikler inn i kretsene. Stengning av stoppventilen er jus-tert 'for derved å oppnå en preferansekrets gjennom akkumulatoren 100 fremfor å la væsken evakuere gjennom stoppventilen 102.

Den fleksible ledning B er koplet direkte til trykkinn-gangen 92b på distribusjonsventilen 82. Det hydrauliske trykket benyttes som et refereansetrykk i og med referansekret-sene 104, 106 og 108. Denne krets inkluderer en liten akkumulator 112 hvis rolle er å kompensere de små variasjoner.i referansetrykk når distribusjonsventilene drives ved å holde deres trykk konstant. Referansetrykk-kretsen inkluderer også

en ikke-retur ventil 110 som gjør det mulig i tilfelle av en lekkasje i ledningen B å beholde hydraulisk væske i referanse-

kretsen 104-106-108. Mellom innløpet 76 på den fleksible ledning C i den hydrauliske enhet og trykkinnløpet 92c på distri-bus jonsventilen 84 er der plassert en kalibrert ventil 114 som åpnes bare for et oppstrømstrykk høyere enn ca. 140 bar (omtrent 2000 pund pr. kvådrattomme (psi)).

Utløpet på den kalibrerte ventil 114 er koplet direkte til trykkinnløpet 92c og til stemplet 88c takket være kanalen 116.

I og med at den kalibrerte ventil 114 bare tillater den hydrauliske væske i ledningen C å strømme fra oppstrøms- til ned-strømsretningen er det nødvendig i en shuntkrets med denne kalibrerte ventil å plassere en enveis-ventil 118 som tillater evakuering gjennom utløpet 116.

Det skal anføres at akkumulatorene 100 og 112 i realite-ten kun er ekspansjonstanker som kun utgjør reservevæske for kretsene-i den hydrauliske enhet 44, men hvor disse akkumulatorer ikke i noe tilfelle tilfører hydraulisk energi til det hydrauliske styresystem 34.

En krets 124 kopler enden på stemplene 90a, 90b og 90c

i kontakt med sylinderen, med evakueringskretsen for på den måten å balansere trykkene og kompensere variasjoner i volum i visse kammere som vil bli beskrevet i ytterligere detalj nedenfor under henvisning til figurene 5a og 5b.

Distribusjonsventilene 80, 82 og 84 er vist skjematisk på figurene 5A og 5B for de to posisjonene av deres sleider En distribusjonsventi1 omfatter i hovedsaken et sentralt spole-formet stempel som beveges i en avlang kanal 122 ved hjelp av to stempler 88 og 90 plassert på hver side av det spolformede stempel. Disse to stemplene har forskjellige tverrsnitt som anført tidligere. Innløpstrykket 92 er koplet til en av de

tre ledningene A, B og C slik at stemplet 88 beveges under trykk forårsaket av det hydrauliske trykk A, B og C. Innløpet 120 er koplet til referansetrykk-kretsen, nemlig til den fleksible ledning B. En kommuniserende krets 124 går gjennom spolestemplet 86 for derved å balansere trykket og for å kompensere for volumvariasjonene i kamrene 126 og 128 lokalisert på hver side av spolestemplet. Denne krets er forbundet med evakueringsåpningen 96 som kommuniserer med evakueringskretsen 98. I den posisjon av spolestemplet som er vist i fig. 5A, korresponderer trykkutgangen 92 med benyttelsesutgangen 94,

slik at det hydrauliske trykk for en av ledningene A, B eller C er dirigert til styreventilanordningen. For den andre posisjon av spolestemplet, vist på fig. 5B, kommuniserer evakueringsåpningen 96 med benyttelsesåpningen 94 slik at den hydrauliske benyttelsesledning forbundet med distribusjonsventilen er koplet til evakueringstrykket dvs', det ytre trykk. Dette forhindrer sammenklemming av de hydrauliske benyttel-sesledningene som utsettes for det ytre trykk når trykket A,

B eller C ikke er påført.

Spolestemplet 86 inkluderer en sylindrisk sentral del 130 utstyrt ved hver ende med en stengningsventil 132 og 134 som samvirker med et sete 136 og 138 respektivt. På hver side av avstengningsventilene132 og 134 er det to sylindriske deler 140 og 142. Disse sylindriske seksjonene er utført for å isolere for en mellomposisjon'av de tre åpningene 92, 94 og 96 når spolestemplet beveges fra en posisjon til en annen. Når spolestemplet beveges fra posisjonen vist på fig. 5A til den vist på fig. 5B, så vil den sylindriske seksjonen 140 bringes i kontakt med sin fordypning før den sylindriske seksjonen 142 forlater sin fordypning, derved avstenge alle åp-ninger med hensyn til de andre. Dette arrangement forhindrer spolestemplet fra å forbli i den mellomposisjon som på den ene side vil kunne forårsake et vesentlig fall mellom trykket fra ledningene A, B og C gjennom trykkinnløpet 92 og evakueringskretsen gjennom evakueringsåpningene 96, istedet for å lede trykket til benyttelsesåpningen 96, og på den annen side å forårsake en usikkerhet med hensyn til posisjonen av spolestemplet som i så fall kunne begynne å vibrere.

Den hydrauliske distribusjonsenhet 44 gjør det mulig å isolere den hydrauliske ventilstyringsanordningen 34 fra de fleksible ledningene A, B og C. Disse ledningene er dannet av syntetisk fletting og kan være f.eks. modellen 3.300 eller 3R80 med en diameter på 4,8 mm, produsert av American Company Samuel Moore. Selvfølgelig kan det benyttes en annen diameter. Ifølge et vesentlig trekk ved foreliggende oppfinnelse er ledningene A, B og C holdt under trykk oppstrøms for distribusjonsenheten 44 på et trykk slik at ledningene A, B og C øker i volum. Den hydrauliske energi er derved akkumulert i disse ledninger. Denne hydrauliske energi som dermed er akkumulert utløses ved hjelp av distribusjonsenheten for raskt å styre den hydrauliske styreenhet 34. Det skal anføres at den dybde på hvilken ventilen er lokalisert og den hydrauliske distribusjonsenhet 44 ikke representerer noen begrensning siden jo lengre fleksible ledninger A, B og C, dess stør-re er den hydrauliske energi som derved er, akkumulert. Likeledes kan typen av fleksible ledninger som benyttes,avpasses ved å velge en økning i volumet av ledningen i overensstemmelse med dybden på ventilen, de benyttede trykk og volumet på den hydrauliske væske som trenges for å kontrollere ventilen.

På grunn av trykket i den hydrauliske væske er økningen i volum av den fleksible ledning fortrinnsvis høyere enn volumet av hydraulisk væske som trenges for å styre ventilen. De fleksible ledninger er følgelig ifølge foreliggende oppfinnelse brukt som akkumulatorer for hydraulisk væske under trykk for derved å redusere vesentlig reaksjonstiden på det hydrauliske system og å eliminere behovet for akkumulatorer på bunnen,

som i og for seg er, benyttet ifølge den hurtigvirkende løs-ning ifølge teknikkens stand. Den hydrauliske energi som dermed er akkumulert oppstrøms for distribusjonsventilen 44 kan meget raskt benyttes nedstrøms for denne enhet.

På fig. 2 er det hydrauliske trykk A overført nedstrøms, mens trykkene B og C er stoppet ved hjelp av distribusjonsventilene på den.distribuerende enhet 44. Trykkene oppstrøms for enheten 44 i ledningene A, B og C er henholdsvis rundt 280 bar (4000 psi), 280 bar (4000 psi) og 140 bar (2000 psi). På grunn av tverrsnittsforholdene på de forskjellige distri-bus jonsventilene , overfører kun distribusjonsventilen 80 trykket A, mens de andre ventilene stenger av trykkene B og C og tilkopler evakueringstrykket (det utvendige trykk) til utløpene 74 og 78.

Når det er ønskelig å stenge pluggen i ventilen som vist på fig. 3, overføres trykket B inn i kammeret 64 for derved å hjelpe fjæren 66 å drive buret 48 på ventilen oppover.

For å oppnå dette, reduseres trykket i ledningen A fra over-flatetrykket til omtrent 140 bar (2000 psi). Spolestemplet på distribusjonsventilene 80 og 82 skifter deretter posisjon slik at ventilen 80 ikke lengre overfører trykket A^og dens benyttelsesutløp 70 kommuniserer dermed med evakueringsåpningen 96a. For at ventilen 80 ikke lengre skal overføre trykket A er det tilstrekkelig å redusere trykket A til en verdi som er lavere enn den som gis av tverrsnittsforholdene på stemplene 88a og 90a multiplisert med verdien på referanse-trykket B. Distribusjonsventilen 80 skifter deretter posisjon slik at trykket A faller til en verdi på 280 bar (4000 psi), multiplisert med 0,8 eller omkring 220 bar '(3200 psi). Distri-bus jonsventilen 82 overfører trykket B nedstrøms. Ventilen 84 forandrer ikke posisjon på grunn av at trykkene B og C ikke er forandret.

Fig. 4 viser posisjonen i hvilken den sfæriske pluggen

46 på kontrollventilen er stengt og hvor den hydrauliske styr-ingsenhet 34 er koplet fra ventilen for derved å tillate kontrollventilen å bli løftet opp til havflaten sammen med den hydrauliske distribusjonsenhet 44. Av denne grunn er de to stemplene 60 og 54 beveget oppover ved å utsette kamrene 64

og 55 for trykkene B og C, respektivt. Dette er gjort opp-strøms for distribusjonsenheten 44, idet trykket A forblir likt til omkring 140 bar (2000 psi), trykket B er om lag 280 bar (4000 psi) og trykket C blir hevet fra 140 bar (2000 psi) til omtrent 280 bar (4000 psi) . Ventilen 84 forandrer posisjon, dvs. trykket C flyttes fra en oppstrøms til en nedstrøms retning så raskt som trykket C når om lag 170 bar (2400 psi), dette på grunn av tverrsnittsforholdene på stemplene 88c til 90c som er 1 til 0,6. Distribusjonsventilene 88 og 82 forandrer ikke posisjon siden trykkene A og B er henholdsvis 140 bar (2000 psi) og 280 bar (4000 psi).

Det skal anføres at ifølge et av de karakteristiske trekk ved foreliggende oppfinnelse er den hydrauliske væske i ledningene A, B og C benyttet som hydraulisk energireserve som er nødvendig for å påvirke ventilen 26, men at de også benyttes for å styre ventilene 80, 82 og 84 i den hydrauliske distribusjonsenhet. Ledningene A, B og C tjener følgelig for å tilveiebringe hydraulisk energi og for å overføre styringen av den hydrauliske enhet.

Figurene 6, 7 og 8 viser et representativt tverrsnitt i tre forskjellige plan av en foretrukket utførelsesform av den hydrauliske distribusjonsenhet 44. Denne er dannet av en ramme 150 i form av en kappe som har en avlang aksial passasje 152 inn i hvilken en del 154 av produksjonsstrengen passer. Rammen omgir følgelig produksjonsstrengen. Ved sin øvre.ende er den forseglet ved hjelp av sin kopling 156 utstyrt med nedre innvendig avtrappet seksjon 158 og to O-ringer 160. Dette mellomstykke har en øvre innvendig avtrappet del 162 inn i hvilken er skrudd en del av produksjonsstrengen som strekker seg opp til plattformen. Den lavere del av seksjonen 154 på produksjonsstrengen er utstyrt med et gjenget parti 164 på hvilket er skrudd den øvre del av det hydrauliske kontroll-system 34 på undervannsventilen. Med den ytre del av seksjonen 154 av produksjonsstrengen danner rammen 153 ringformede kammere 166, 168 og 170, i hvilke evakueringstrykket A og trykket B opptrer. O-ringene 172 på hver side av disse

tre kamrene og i kontakt med ytterveggen på produksjonsstrengen danner tetning for kamrene.

På fig. 6 som viser et utførelseseksempel av de hydrauliske kretser som er koplet til ledning A, er den hydrauliske enhet gjennomhullet med en i lengderetning beliggende kanal 174a i hvilken er plassert en distribusjonsventil 80. Den øvre ende av kanalen 174a er stengt ved hjelp av en plugg 176 gjennomboret med en sentral kanal 178 inn i hvilken enden av ledningen A er skrudd. Et filter 180 i form av en skive er plassert ved den nedre ende av pluggen 176 som er plassert i et ventilbur 182. Distribusjonsventillegemet har tre hule sylindriske deler 184, 186 og 188. Radielle passasjer danner kommunikasjon mellom visse deler av ventilen og de ringformede kamre. Følgelig kommuniserer passasjene 190 og 192 med det ringformede kammer ved trykket A. Passasjen 194 kommuniserer med benyttelsesutgangen enten ved trykket A eller ved trykket i evakueringskretsen (som følgelig tilsvarer 94a i fig. 2). Passasjene 196 og 19 8 kommuniserer med det ringformede kammeret ved trykket i evakueringskretsen. Avslutningsvis kommuniserer passasjen 200 med det ringformede kammeret ved et trykk B. Stempler 88a og 90a er glidbart anordnet innvendig i delene

184 og 188 respektivt. Tverrsnittsforholdene for disse stemplene er 1 til 0,8. Mellom disse to stemplene er det anordnet et spolestempel avpasset etter distribusjonsventilen. Tilsvarende elementer i fig. 5A og 5B og i figurene 6, 7 og 8 er gitt de samme referansenummerne med tillegg til bokstaven a for å angi den hydrauliske krets relatert til ledningen A. Siden distribusjonsventilene relatert til de tre ledningene A, B og

C er identiske vil de samme referansenummer bli benyttet for identiske elementer med hensyn til figurene 6, 7 og 8, men hvor tilføyelsen av bokstavene a, b og c betyr at disse benyttes for ventilene relatert til ledningene A, B og C, respektivt, og for å vise at der faktisk er tre distribusjons-ventiler.

Ventilens spolestempel inkluderer et sylindrisk sentralt parti 130 utstyrt ved hver ende med to avstengninger 132a og 134a som etterfølges av en overlappende sylindrisk overflate 140a og 142a. På hver side av disse overlappende flater er det anordnet to stempler 202 og 204 som er i kontakt med stemplene 88a og 90a, respektivt. Spolestemplet er gjennomhullet med en i lengderetningen strekkende kanal 124a som tillater kommunikasjon og balansering av væskevolumene som er til stede i kamrene 126a og 128a. Denne kanal kommuniserer med kammeret 168 med et trykk tilsvarende trykket i evakueringskretsen. Den nedre del av den avlange passasjen 174a i den hydrauliske enhet er forbundet til akkumulatoren 112 ved hjelp av en kopling eller et mellomstykke 206. Symmetrisk relatert til produksjonsstrengen er den hydrauliske enhet gjennomboret i lengdeveis retning ved hjelp av en langsgående . passasje 208 som er stengt ved en ende ved hjelp av en stopp-ventil 102 som er kalibrert ved omtrent 3,5 bar (50 psi).

Denne passasje er koplet ved hjelp av en plugg 210 til akkumulatoren 100 for å sørge for at evakueringskretsen utsettes for det ytre trykk. Den langsgående passasje 20 8 kommuniserer med det ringformede kammer ved et evakueringstrykk ved hjelp av en radiell kanal 98.

For den posisjon av spolestemplet som er vist på fig. 6

er de hydrauliske ledningene A og B på et trykk på ca. 280 bar (4000 psi). Trykket A i det ringformede kammeret A 166 kom-mer frem til benyttelsesåpningen 194 gjennom kanalen 192.

Om trykket A faller til en verdi mindre enn omtrent 220 bar

(3200 psi), så vil spolestemplet forandre posisjon. Benyttelsesåpningen 194 har da et trykk tilsvarende trykket i det ringformede evakueringskammer 160 gjennom kanalen 196. Det skal anføres at takket være de overlappende sylindre 148 og 142, så forekommer det en mellomposisjon på spolestemplet for hvilken der ikke er noen kommunikasjon mellom de tre utgangene på ventilen, nemlig kanalene 192, 194 og 196.

Fig. 7 viser et tverrsnitt av den hydrauliske distribusjonsenheten som viser kretsene relatert til ledning B. På høyre side av figuren er det vist som for krets A, et langsgående hulrom 174b gjennomboret i godset i blokken. I dette hulrom er det aktuelle ventillegeme plassert,i hvilket spolestemplet beveges. Siden de tre distribusjonsventilene relatert til ledningene A, B og C er identiske, vil ventilene for B-trykk-kretsen (fig. 7) og for C-trykk-kretsen (fig. 8) ikke bli beskrevet. På hver side av spolestemplet er det plassert stempler 90b og 88b hvis tverrsnittsforhold er 1 til 0,8. Trykket A virker på flaten på stemplet 90b gjennom kanalen 212 som kommuniserer med det ringformete kammer 166 ved trykket A. Den andre endeflaten av stemplet utsettes for evakueringstrykket gjennom kanalen 214 som kommuniserer med det ringformede kammeret 16 8 i evakueringskretsen. Benyttelseskanalen 216 i distribusjonsventilen kan være koplet enten til det ytre trykk (evakueringskretsen) ved hjelp av en radiell kanal 218 som kommuniserer med det ringformede evakueringskamiher 168

for den posisjon av spolestemplet som er vist på fig. 7, eller til trykket B gjennom den ringformede kanal 220 som kan gjen-finnes på den venstre side av fig. 7. Trykket B virker på en av de to flatene av stemplet 88b gjennom en kanal 222 som kommuniserer med det ringformede kammer 170 ved et trykk B.

Den andre flaten av stemplet kommuniserer med det utvendige trykk gjennom kommunikasjons- og volumbalanseringskanalen 124b. Den øvre og den nedre ende av det lengdeveis beliggende . hulrom 174b er stengt ved hjelp av to plugger 224 og 226, respektivt.

En langsgående passasje 228 (venstre side av fig. 7), strekker seg gjennom den hydrauliske enhet. Dens øvre del er stengt ved hjelp av en plugg 230 utstyrt med et filter 232. Dens nedre del er stengt ved hjelp av en enveis ventil 110

som tillater gjennomstrømning av den hydrauliske væske bare fra kanal 228 til det ringformede kammer 170 ved trykket B.

Fig. 8 viser et snitt av den hydrauliske enhet langs et plan som viser de hydrauliske kretser relatert til ledning C. Ledning C er skrudd til den ende av den langsgående passasje 232 av en plugg 234, som er på venstre side av figuren. Et filter 236 er plassert under pluggen. Den hydrauliske væske ved et trykk C passerer først og fremst gjennom en kanal 238, deretter på motsatt side av en enveis ventil 118 (uten å kunne være istand til å komme inn i denne) og opp til innløpet 241 på den kalibrerte ventil 114 gjennom passasjen 240. Væsken dirigeres mot denne ventil forutsatt at trykket C er høyere enn om lag 140 bar (2000 psi) opp til utløpet 243 på ventilen. Den hydrauliske væske med trykk C ledes inn i kammeret 242 og inn i kammeret 244 på distribusjonsventilen 84 vist på den høyre side av fig. 8 gjennom en passasje som ikke er vist. Over hele sin lengde har den hydrauliske enhet en lengdeveis boring 174c som inneholder ventilen 84. Spolestemplet på denne ventil er omgitt av to stempler 88c og 90c, hvilke stemplers tverrsnittsforhold er 1 til 0,6. En av de to flatene på stemplene 88c og 90c utsettes for trykket i evakueringskretsen 168 gjennom passasjene 246 og gjennom den lengdeveis beliggende passasje 124c innvendig i spolestemplet. Den utvendige flate på stemplet 88c utsettes for trykket C gjennom kammeret 242. Den utvendige flate på stemplet 90c utsettes for trykket i ledning B gjennom en kanal 248 som kommuniserer med det ringformede kammeret 170 ved trykket B. Benyttelsesutløpet 250 på ventilen har enten et trykk som tilsvarer trykket i evakueringskretsen gjennom kanalen 252 (for den posisjon på spolestemplet som er vist i fig 8) eller et trykk C for den andre posisjonen av spolestemplet gjennom kanalen 244. Den langsgående utboring 174c i den hydrauliske enhet er stengt både ved sin øvre og sin nedre ende ved hjelp av to plugger 254 og 256, respektivt.

Det skulle ikke være nødvendig å si at foreliggende oppfinnelse ikke er begrenset til de utførelseseksempler som er vist, men at disse kun må anses å være ikke-begrensende eksem-pler. Særlig skal det påpekes at selv om det viste utførel-seseksempel vedrører hydraulisk styring åy en undervannsventil, så er det åpenbart at foreliggende oppfinnelse ikke er begrenset til en slik løsning, men kan benyttes hvor det enn måtte være ønskelig å fjernstyre et element ved hjelp av hydrauliske anordninger.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte for hydraulisk fjernstyring av en brønn-anordning (26, 34) som er tilkoblet en hydraulisk fluidkilde (40-42) ved hjelp av i det minste én fleksibel ledning (A, B, C) som er fylt med hydraulisk fluid, karakterisert ved akkumulering av hydraulisk energi i nevnte ledning (A, B eller C) ved økning av trykket i nevnte hydrauliske fluid for deformering av nevnte ledning for derved å kunne utnytte raskt nevnte hydrauliske energi som således er akkumulert ved deformering av nevnte ledning, for styring av brønnanordningen.

2. Fremgangmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at enden av ledningen som befinner seg nær brønnanord-ningen avstenges fra anordningen for å styres ved hjelp av en ventil (80, 82, eller 84) for å muliggjøre oppsamling av hydraulisk energi uten å betjene den nevnte anordning (34, 26).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at ventilen (80, 82, 84) styres ved hjelp av nevnte hydrauliske fluid.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2 eller 3, karakteri sert ved at brønnanordningen som skal styres er en ventil (26) som er plassert i en brønn og forbundet med overflaten ved hjelp av to fleksible ledninger (A og B) som benyttes til åpning og stengning av ventilen, hvor trykket i det hydraulsiek fluid som fyller i det minste én av ledningene økes slik at disse øker i volum, hvilket trykk opprettholdes for akkumulering av hydraulisk energi og hvor all eller en del av energien som således er oppsamlet ved økning av volumet av i det minste én av nevnte ledninger frigjøres, hvor frigjøringen av energi styres ved å variere de relative trykk av det hydrauliske fluid i ledningene.

5. System for hydraulisk fjernstyring av en brønnanordning (26, 34), omfattende en hydraulisk fluidkilde (40, 42) som er koblet til anordningen ved hjelp av i det minste én fleksibel ledning (A, B eller C) som er fylt med hydraulisk fluid, karakterisert ved at systemet omfatter en for-delingsinnretning for hydraulisk fluid og akkumulering av hydraulisk energi som dannes ved deformering av nevnte ledning som følge av økning av trykket av det hydrauliske fluid for oppnåelse og opprettholdelse av en økning av ledningens volum, hvilken innretning er plassert ved den ende av den fleksible ledning som befinner seg nær anordningen.

6. System ifølge krav 5, karakterisert ved at fordelings- og akkumuleringsinnretningen (44) er styrt ved variering av trykket av det hydrauliske fluid i den fleksible ledning (A, B eller C).

7. System ifølge krav 6, karakterisert ved at fordelings- og akkumuleringsinnretningen (44) omfatter i det minste én fordelingsventil (80, 82, 84) med i det minste to stillinger og tre porter (92, 94, 96), hvor den første port (92) mottar det hydrauliske fluid fra ledningen, den andre port (96) mottar et fluid ved ytre trykk og den tredje port (94) er anordnet i forbindelse med den første port i én stilling av ventilen og med den andre port i den andre stilling av ventilen.

8. System ifølge krav 7, karakterisert ved at de tre porter er isolert fra hverandre når ventilen befinner seg i en mellomstilling.

9. System ifølge krav 7 eller 8, karakterisert ved at fordelingsventilen (80, 82 eller 84) har en sentral sleide (86) og to motsatte stempler (88, 90) hvis tverrsnittsforhold er forskjellig fra 1.

10. System ifølge krav 7, 8 eller 9, karakterisert ved at i det minste to fleksible ledninger (A, B) til styring av anordningen er anordnet, hvor nevnte fordelings- og akkumule-ringsinnretning omfatter minst én fordelingsventil (80) med to stillinger oppnådd ved relative endringer av de hydrauliske trykk i de to fleksible ledninger, hvilken ventil etablerer for én eller begge stillinger forbindelsen mellom det hydrauliske fluid i én eller begge ledninger med anordningen som skal styres.

11. System ifølge krav 9 og 10, karakterisert ved at trykket i det hydrauliske fluid i de to ledninger (A, B) virker på de nevnte to stempler (88, 90).

12. System ifølge krav 10 eller 11, karakterisert ved at fordelingsventilene (80, 82), hvor én av dem (80) etablerer i én av sine to stillinger forbindelsen for det hydrauliske fluid med én (A) av de to ledninger, med anordningen (26, 34) som skal styres, og hvor den andre ventil (82) etablerer i én av sine to stillinger forbindelsen for det hydrauliske fluid i den andre (B) ledning med anordningen som skal styres og som ikke styres, hvor endringen fra én stilling til en annen i hver av fordelingsventilene oppnås ved relativ forandring av de hydrauliske trykk i de to fleksible ledninger.

13. System ifølge krav 12, karakterisert ved at det hydrauliske trykk i én (B) av de fleksible ledninger benyttes som et referansetrykk.