NO20120422A1 - Anordning for tetting av rorbrudd - Google Patents

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

1. Oppfinnelsens område

[0001] Denne oppfinnelsen vedrører generelt lukking eller tetting av en rør-ende, og spesielt lukking av et ødelagt undervannsstigerør.

2. Kort beskrivelse av beslektet teknikk

Ved boreoperasjoner under vann kjører boreoperatører i alminnelighet fjern-betjente kjøretøy (ROVer) til brønnhodet i nødstilfeller for å aktivere anordninger innrettet for å sperre for, stenge av eller kontrollere strømning av hydrokarboner fra en brønn. I noen tilfeller vil et fjernbetjent kjøretøy aktivere en utblåsningssikring (BOP - BlowOut Preventer) konstruert for å stenge for strømning av hydrokarboner fra brønnhodet. Aktivering av en BOP vil føre sammen lukkehoder inne i utblåsningssikringen som klemmer sammen eller på annen måte skader brønnhodet på en måte som i betydelig grad begrenser operatørenes mulighet til fortsatt bruk av brønnhodet. Derfor foreligger derfor et behov for et apparat for å sperre for, stenge av eller kontrollere strømning av hydrokarboner fra et brønnhode uten å begrense operatørenes mulighet til fortsatt bruk av brønnhodet.

En annen måte boreoperatører forsøker å kontrollere strømning av hydrokarboner fra et brønnhode i nødstilfeller involverer en innelukkingskuppel eller beholder ("Top Hat"). Bruk av en innelukkingskuppel krever at en stor anordning senkes ned over brønnhodet for å demme opp for strømmende hydrokarboner. Oljearbeidere fester forbindelsesrør til innelukkingskuppelen for å fjerne hydrokarbonene som samler seg inne i innelukkingskuppelen. På denne måten fanger innelukkingskuppelen opp hydrokarboner fra et brønnhode for transport til overflatefartøyer. Bruk ved dypet til enkelte dypvanns borefelter medfører imidlertid at det dannes metanhydratkrystaller inne i innelukkingskuppelen. Disse metanhydratkrystallene blokkerer åpningene som oljearbeidere anvender for å fjerne hydrokarboner fra innelukkingskuppelen og hindrer således innfangning av hydrokarbonene.

[0002] Operatører kan forsøke å plassere en hette som er tung nok til å overvinne trykket i brønnfluidene oppå brønnhodet. I mange tilfeller har imidlertid ikke brønnstigerøret en egnet overflate for hetten, og brønnfluidene kan strømme under et trykk som er for høyt til å overvinnes av hettens vekt. I noen tilfeller kan operatører forsøke å sveise en flens over rør-enden for å tette rørboringen. Som følge av driftsforholdene ved mange hav-bunnsbrønnhoder, og trykkene i brønnfluidene, er det imidlertid ofte ikke mulig å sveise en flens på rør-enden. Det foreligger derfor et behov for et apparat for å bistå med å sperre for eller fange hydrokarboner fra et brønnhode som befinner seg på dypt vann uten å basere seg på vekt eller en operatørs mulighet til å sveise under vann.

[0003] Oljeoperatører anvender noen ganger en metode kalt "top kill" for å lukke eller stenge for strømning av hydrokarboner fra et brønnhode i nødstilfeller. I denne metoden kobler oljearbeidere borerør til utblåsningssikringen gjennom en manifold. Oljearbeidere pumper så boreslam inn i brønnen i tilstrekkelige mengder til å bremse ned og så stanse strømning av hydrokarboner fra brønnhodet. Når det er pumpet inn nok boreslam til å overvinne reservoartrykket ved brønnhodet, stanser strømmen av hydrokarboner, og oljearbeidere anvender sement for å tette brønnen. I tilfeller der boreslam alene ikke er tilstrekkelig til å stanse strømmen av hydrokarboner vil oljearbeidere anvende et "skrotskudd Qunk shot)". Et skrotskudd omfatter å pumpe materialer med en fastere beskaffen-het sammen med mer boreslam inn i brønnhodet i et forsøk på å blokkere eller plugge strømningen av hydrokarboner. Mye på samme måte som bruk av en BOP vil "top kill" og skrotskudd hindre enhver videre bruk av brønnhodet for produksjon av hydrokarboner. Videre er et skrotskudd mange ganger uvirksomt, og ikke i stand til å stanse strømning av fluider fra brønnhodet. Det foreligger derfor et behov for et apparat som kan stanse hydrokarbonstrømning fra et brønnhode uten å begrense videre bruk av brønnen eller basere seg på uvirksomme skrotskudd.

[0004] En annen metode operatører anvender for å kontrollere strømning av hydrokarboner fra et brønnhode i nødstilfeller omfatter å kutte av enden av et nedre stigerør og tette brønnhodet med en modifisert nedre maritim stigerørspakke (LMRP - Lower Marine Riser Package). Denne metoden, tilsvarende som innelukkingskuppelen, forsøker å rette strømningen av hydrokarboner inn i en undervannsbeholder fra hvilken oljearbeidere pumper hydrokarbonene for videre behandling. Til forskjell fra innelukkingskuppelen forsøker ikke en LMRP å samle opp og innestenge alle hydrokarbonene fra brønnhodet. Med denne metoden blir derfor ikke all hydrokarbonstrømning stanset eller innestengt. En LMRP vanskeliggjør også fullstendig lukking av brønnen ved å kutte stigerør-ledningen. Kutting av stigerørledningen fjerner eventuelle blokkeringer fra hydrokarbon-strømningsveien som bremset ned hydrokarbonstrømningsmengden, og gjør det således vanskeligere å til slutt lukke eller stenge brønnen helt. Noen ganger er det nødvendig å kutte av enden av et nedre stigerør for å utføre andre operasjoner ved brønnhodet. Det foreligger således et behov for et apparat som kan sperre for, stenge av eller kontrollere strømning av hydrokarboner dersom et stigerør har blitt kuttet for andre formål.

OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN

[0005] Disse og andre problemer løses eller omgås og tekniske fordeler oppnås av foretrukne utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse, som tilveiebringer en anordning for tetting av rørbrudd samt en fremgangsmåte for bruk av samme.

[0006] Ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en rørtetter-anordning for å blokkere et rør. Rørtetteranordningen omfatter et rørformet legeme som definerer et sentralt hulrom med en inngang, en utgang og en akse. Rørtetter-anordningen omfatter også flere koniske tetteringer anordnet på en innvendig rørover-flate i det rørformede legemet inne i hulrommet, der i hvert fall noen av tetteringene er stive og noen av tetteringene er elastiske. Tetteringene er tilpasset for å tette mot en rør-ende innsatt i det sentrale hulrommet. De stive tetteringene har en ytre diameter som er føyet sammen med den innvendige diameteren i det sentrale hulrommet, og de elastiske tetteringene har en indre diameter som er mindre enn den indre diameteren til de stive tetteringene og er tilpasset for å tette rundt utsiden av røret når det settes inn fra inngangen.

[0007] Ifølge en annen utførelsesform av foreliggende oppfinnelse tilveiebringes et system for å blokkere fluidstrømning fra et skadet rør. Systemet omfatter et rørformet legeme som definerer et sentralt hulrom med en inngang, en utgang og en akse. Systemet omfatter også flere koniske tetteringer anordnet på en innvendig røroverflate i det rørformede legemet inne i hulrommet, der i hvert fall noen av tetteringene er stive og noen av tetteringene er elastiske. Tetteringene er tilpasset for å tette mot en rør-ende innsatt i det sentrale hulrommet. De stive tetteringene har en ytre diameter som er føyet sammen med en innvendig diameter i det sentrale hulrommet. De elastiske tetteringene har en indre diameter som er mindre enn den indre diameteren til de stive tetteringene og er tilpasset for å tette rundt utsiden av røret når det er innsatt fra inngangen. Tetteringene er fastgjort til det rørformede legemet slik at den ytre diameteren til hver tettering, der tetteringen er fastgjort til det rørformede legemet, er aksielt lavere enn den indre diameteren til tetteringen. Den ytre diameteren til hver stive tettering er fastgjort til den innvendige diameteren i hulrommet, og de stive tetteringene alternerer med de elastiske tetteringene.

[0008] Ifølge nok en annen utførelsesform av foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte for å tette en ende av et undervannsrør. Fremgangsmåten omfatter å tilveiebringe en rørtetteranordning. Rørtetteranordningen omfatter et rørformet legeme som definerer et sentralt hulrom med en inngang, en utgang og en akse. Rørtetter-anordningen omfatter også flere koniske tetteringer anordnet på en innvendig rørover-flate i det rørformede legemet inne i hulrommet, der i hvert fall noen av tetteringene er stive og noen av tetteringene er elastiske. Tetteringene er tilpasset for å tette mot en rør-ende innsatt i det sentrale hulrommet. De stive tetteringene har en ytre diameter som er føyet sammen med den innvendige diameteren i det sentrale hulrommet, og de elastiske tetteringene har en indre diameter som er mindre enn den indre diameteren til de stive tetteringene og er tilpasset for å tette rundt utsiden av røret når det settes inn fra inngangen. Fremgangsmåten fortsetter med å føre rørtetteranordningen ned over rør-enden, slik at de elastiske tetteringene tetter mot den utvendige diameteren til røret. Deretter lar fremgangsmåten fluid fra røret komme inn i et ringrom mellom røret og den innvendige diameteren i hulrommet og virke mot en øvre overflate av den øverste elastiske tetteringen.

[0009] En fordel med en foretrukket utførelsesform er at de viste utførelsesformene tilveiebringer et apparat for å lukke for, stenge av eller kontrollere strømning av brønn-fluid fra et havbunnsbrønnhode. Apparatet kan fullstendig stenge av strømningen av brønnfluiderfra brønnhodet. Apparatet kan også la en etterfølgende anordning koble seg til brønnhodet for å lede strømningen av brønnfluider til en beholder- eller fange-anordning. Apparatet kan oppnå dette med et brønnhoderør eller stigerør av en hvilken som helst størrelse eller lengde, uavhengig av landeflaten på stigerøret og uten vesentlige omgjøringer basert på omgivelsesmiljøet.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0010] For at hvordan trekkene, fordelene og målene med oppfinnelsen, så vel som andre som vil tydeliggjøres, er oppnådd skal kunne forstås mer i detalj, er en mer detaljert beskrivelse av oppfinnelsen kort oppsummert over gitt med støtte i utførelses-former av denne som er illustrert i de vedlagte tegningene, som er en del av denne beskrivelsen. Det skal imidlertid bemerkes at tegningene kun illustrerer en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen og derfor ikke skal forstås som begrensende for dens ramme, ettersom oppfinnelsen kan realiseres i andre like virkningsfulle utførelsesformer.

[0011] Figur 1 er et tverrsnitt av en rørtetteranordning ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse.

[0012] Figur 2 er et tverrsnitt av rørtetteranordningen i figur 1 i posisjon nær ved en rør-ende.

[0013] Figur 3 er et tverrsnitt av rørtetteranordningen i figur 1 på plass på en rør-ende.

[0014] Figur 4 er et tverrsnitt av rørtetteranordningen i figur 1 på plass på en alternativ rør-ende.

[0015] Figur 5 er et tverrsnitt av rørtetteranordningen i figur 1 på plass på en alternativ rør-ende.

[0016] Figur 6 er en skjematisk skisse av rørtetteranordningen i figur 1 som del av et undervanns stigerørsystem.

DETALJERT BESKRIVELSE AV DEN FORETRUKNE UTFØRELSESFORM

[0017]Foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet nærmere i det følgende med støtte i de vedlagte tegningene, som illustrerer utførelsesformer av oppfinnelsen. Denne oppfinnelsen kan imidlertid realiseres i mange forskjellige former og skal ikke forstås å være begrenset til de illustrerte utførelsesformene vist her. Tvert imot er disse utførelses-formene vist for at denne beskrivelsen skal være gjennomgående og fullstendig, og fullt ut vil formidle oppfinnelsens ramme til fagmannen. Like henvisningstall henviser til like elementer i alle figurene, og primtallsnotasjon, dersom slik anvendes, angir tilsvarende elementer i alternative utførelsesformer.

[0018] I den følgende beskrivelsen er en rekke spesifikke detaljer angitt å muliggjøre en gjennomgående forståelse av foreliggende oppfinnelse. Imidlertid vil det være klart for fagmannen at foreliggende oppfinnelse kan praktiseres uten disse spesifikke detaljene. Videre er stort sett detaljer vedrør-ende undervannsoperasjoner, boreriggdrift, kjøring av utstyr til steder under vann og liknende utelatt ettersom slike detaljer ikke anses som nødvendig for å oppnå en fullstendig forståelse av foreliggende oppfinnelse, og anses å ligge innenfor kunnskapene til fagmannen.

[0019] Med henvisning til figur 1 omfatter en rørtetteranordning 11 en rørformet struktur 13 med en akse 15. Den rørformede strukturen 13 definerer et sentralt hulrom 17. Det sentrale hulrommet 17 har en diameter av en størrelse og form som muliggjør innsetting av en stigerør-ende eller annen rør-ende i hulrommet 17. Den rørformede strukturen 13 har en inngang eller en åpning 19 ved den nedre enden av den rørformede strukturen 13. I den illustrerte utførelsesformen har åpningen 19 en diameter som er lik diameteren til det sentrale hulrommet 17. Dette gjør det lettere å tilpasse rørtetteranordningen 11 for innsetting av en rør-ende i hulrommet 17.

[0020] En flens 21 er festet på den rørformede strukturen 13 på en øvre ende av den rørformede strukturen 13 motsatt for åpningen 19. Flensen 21 kan være skrudd, boltet eller sveiset fast til den rørformede strukturen 13. I tillegg, som vist her, kan flensen 21 være dannet som en integrert del av den rørformede strukturen 13. Flensen 21 har en ytre diameter som er større enn den utvendige diameteren til den rørformede strukturen 13, og en indre diameter som er mindre enn diameteren til hulrommet 17. På denne måten definerer flensen 21 en utgang eller åpning 23 og en ringformet nedovervendt skulder 25. Den nedovervendte skulderen 25 strekker seg radielt innover fra en innvendig røroverflate i den rørformede strukturen 13 som definerer hulrommet 17 til diameteren til åpningen 23. Flensen 21 kan omfatte borehull 27 dannet nærved den ytre diameteren til flensen 21. Borehullene 27 vil romme koblingselementer som gjør det mulig å koble og fastgjøre andre undervannsanordninger, så som en undervannsventil, til rørtetteranordningen 11 i borehullene 27.

[0021] Den rørformede strukturen 13 omfatter et manøvreringsorgan 29 fastgjort til en nedre ende av den rørformede strukturen 13. Manøvreringsorganet 29 kan være en ring, vaier, blokk, skulder eller utspringer fra den rørformede strukturen 13. Manøvrerings-organet 29 befinner seg under ytterkanten 31 av den rørformede strukturen 13. Manøv-reringsorganet 29 kan grippes av en operatør, et fjernbetjent kjøretøy (ROV) eller liknende for å lette styring av rørtetteranordningen 11 under utplassering på et brønn-hode. Manøvreringsorganet 29 kan også bli anvendt for å feste vekt til rørtetter-anordningen 11 for å lette utplassering og forsegling av rørtetteranordningen 11 på et rør (ikke vist) som beskrevet nedenfor. Den rørformede strukturen 13 kan omfatte flere manøvreringsorganer 29. For eksempel kan manøvreringsorganer 29 være plassert 30, 45 eller 60 grader fra hverandre rundt utsiden av den rørformede strukturen 13. Fagmannen vil forstå at et hvilket som helst antall manøvreringsorganer 29 kan bli anvendt som nødvendig for den tiltenkte anvendelsen av rørtetteranordningen 11.

[0022] Flere tetteringer 33 er anordnet inne i hulrommet 17 i den rørformede strukturen 13. Tetteringene 33 er koniske slik at de er posisjonert i en vinkel a fra horisontalplanet vinkelrett på den innvendige røroverflaten som definerer hulrommet 17 i den rørformede strukturen 13. Tetteringene 33 vender nedover, hver tettering 33 med sin indre diameter ovenfor sin ytre diameter. I den illustrerte utførelsesformen omfatter tetteringene 33 to typer ringer, stive tetteringer 35 og elastiske tetteringer 37. De stive tetteringene 35 kan være laget av metall og sveiset på den innvendige røroverflaten som definerer hulrommet 17. Sveisen bør strekke seg helt rundt den ytre diameteren til den stive tetteringen 35 for å sperre for fluidstrømning mellom den ytre diameteren til den stive tetteringen 35 og den innvendige diameteren i hulrommet 17. De stive tetteringene 35 har en indre diameter som er lik eller noe mindre enn diameteren til åpningen 23 slik at den radielle bredden, målt langs en radiell linje fra aksen 15, til hver stive tettering 35 er større enn den radielle bredden til den nedovervendte skulderen 25. Den indre diameteren til hver elastiske tettering 37 er fortrinnsvis mindre enn den utvendige diameteren til et rør innsatt i hulrommet 17, som vil bli beskrevet nærmere nedenfor.

[0023] De elastiske tetteringene 37 kan være laget av et elastomerisk materiale og har ytre diametre som ligger nær ved eller berører den innvendige røroverflaten som definerer hulrommet 17. I alternative utførelsesformer kan de elastiske tetteringene 37 være fastgjort til den innvendige røroverflaten i hulrommet 17 med et vedheftingsmiddel eller på annen passende måte slik at det skapes en forsegling mellom den innvendige røroverflaten i hulrommet 17 og de elastiske tetteringene 37. De elastiske tetteringene 37 har en indre diameter som er mindre enn den indre diameteren til de stive tetteringene 35, slik at de elastiske tetteringene 37 har en radiell bredde som er større enn den radielle bredden til de stive tetteringene 35. Som vist er den øverste ringen av de flere tetteringene 33 en stiv tettering 35. Den øverste ringen befinner seg aksielt nedenfor den nedovervendte skulderen 25, men aksielt langt nok fra denne til å la fluid strømme rundt og ut av den øvre enden av et rør 39, som vil bli beskrevet nedenfor i forbindelse med figur 2. Som kan sees i figur 1 er en elastisk tettering 37 anordnet aksielt tilstøtende den øverste stive tetteringen 35. En stiv tettering 35 følger så den elastiske tetteringen 37. Stive tetteringer 35 og elastiske tetteringer 37 er anordnet i et alternerende mønster aksielt nedenfor hverandre inne i hulrommet 17.

[0024] Normalt vil de stive tetteringene 35 motvirke deformasjon når røret 39 settes inn i hulrommet 17 og vil hindre total deformasjon av de tilstøtende elastiske tetteringene 37, men la de elastiske tetteringene 37 å deformeres mens de opprettholder forseglende kontakt med røret 39. De elastiske tetteringene 37 kan være heftet eller fastgjort til en tilstøtende stiv tettering 35 aksielt nedenfor den individuelle elastiske tetteringen 37. På denne måten oppnås ytterligere forsegling for å hindre passasje av et fluid mellom elastiske tetteringer 37 og stive tetteringer 35. I andre utførelsesformer kan en liten metallsammenstillingsring bli anvendt for å fastgjøre de elastiske tetteringene 37 i hulrommet 17. Fagmannen vil forstå at rekkefølgen til de stive tetteringene 35 og de elastiske tetteringene 37 kan reverseres forutsatt at de stive tetteringene 35 fortsatt tjener en støttefunksjon for de elastiske tetteringene 37.

[0025] Rørtetteranordningen 11 vil være lang nok aksielt til å romme rør-ender med varierende øvre profiler. Et tilstrekkelig antall tetteringer 33 vil være plassert aksielt nedover den innvendige røroverflaten i den rørformede strukturen 13 som definerer hulrommet 17 til at rørtetteranordningen 11 kan fastgjøres til en rør-ende med et varierende profil, for eksempel når rør-enden er oppsplittet eller har en åpning delvis langs siden av rør-enden. Antallet ringer som anvendes kan avhenge delvis av formen til enden av røret 39, og av kraften fra fluidet som strømmer fra røret 39. Fagmannen vil forstå at vinkelen a, materialet som blir anvendt for å tilvirke de stive metallringene 35 og de elastiske metallringene 37, antallet stive metallringer 35 og elastiske metallringer 37 og tykkelsen til hver ring fra nedihulls-overflaten av hver ring til oppihulls-overflaten av hver ring kan varieres og velges basert på den tiltenkte anvendelsen av rørtetteranordningen 11. For eksempel er valget av materiale for både de stive tetteringene 35 og metalltetteringene 37 avhengig av substansen som strømmer gjennom røret 39, omgivelsesmiljøet og den relative stivheten nødvendig i hver type tettering 33. I alminnelighet vil de stive tetteringene 35 være stivere enn de elastiske tetteringene 37.

[0026]I figur 2 er rørtetteranordningen 11 vist i posisjon over et rør 39. Rørtetter-anordningen 11 kan bli bragt i posisjon nær ved røret 39 på en hvilken som helst passende måte, for eksempel ved å kjøre rørtetteranordningen 11 til stedet på et stigerør eller med tau i et undervannsmiljø, løfte den på plass med en kran eller rigg i et overflate-miljø, eller liknende. Åpningen 23 er tilnærmet lik den innvendige diameteren i røret 39 slik at en øvre ytterkant 41 av røret 39 kan lande på og legge seg mot den nedovervendte skulderen 25. Røret 39 vil ha en utvendig diameter som er mindre enn diameteren til hulrommet 17, slik at røret 39 kan settes inn i hulrommet 17. Fortrinnsvis vil rørtetteranordningen 11 bli posisjonert koaksielt med røret 39. Dersom rørtetter-anordningen 11 ikke er koaksiell med røret 39, kan en operatør eller en ROV gripe manøvreringsorganet 29 og justere den fysiske posisjonen til rørtetteranordningen 11 i forhold til røret 39, som kan være fastgjort til et brønnhode eller en nedre marin stigerørs-pakke (figur 6).

[0027] Med henvisning til figur 3 vil røret 39 bli satt inn i hulrommet 17 i rørtetter-anordningen 11. Et stigerør 43 er koblet til rørtetteranordningen 11 og kan strekke seg til overflaten, en innelukkingskuppel eller liknende. Som beskrevet her vil stigerøret 43 omfatte en ventil (ikke vist) som muliggjør variabel blokkering av kanalen 45 i stigerøret 43. Den indre diameteren til de elastiske tetteringene 37 vil gå i kontakt med og deformeres mot en utvendig røroverflate av røret 39. Den indre diameteren til de stive tetteringene 35 befinner seg nær ved den utvendige diameteren til røret 39. De elastiske tetteringene 37 vil oppleve en liten oppoverrettet bevegelse når røret 39 blir satt inn i hulrommet 17 og kan bli ekstrudert til tettere tetningskontakt med røret 39. Materialegenskapene til de elastiske tetteringene 37 vil gjøre at tetteringene 33 reagerer på denne bevegelsen med å sette en innledende tetning langs den utvendige røroverflaten til røret 39. De stive tetteringene 35 holder de elastiske tetteringene 37 i en konisk form. Den oppoverrettede kraften gjør at hver elastiske tettering 37 tetter mot én av de stive tetteringene 35. Under landing av rørtetteranordningen 11 på røret 39 vil ventilen inne i stigerøret 43 være åpen og tillate passasje av brønnfluider gjennom kanalen 45.

[0028] Når rørtetteranordningen 11 er landet i posisjonen vist i figur 3, vil ventilen inne i stigerøret 43 bli lukket og stenge kanalen 45. Fagmannen vil forstå at en hvilken som helst passende anordning for å blokkere kanalen 45 er tenkelig og innenfor rammen til de viste utførelsesformene. Det vil da bygge seg opp trykk i brønnfluidet inne i hulrommet 17 og kanalen 45 over tetteringene 33. Røret 39 tetter ikke mot den nedovervendte skulderen 25. Fluidet strømmer således ned rundt utsiden av røret 39 inntil det kommer til tetteringene 33. Fortsatt oppbygging avfluidtrykk inne i hulrommet 17 aksielt over tetteringene 33 vil gjøre at det utøves en nedoverrettet aksiell kraft på tetteringene 33. Denne vil presse de elastiske tetteringene 37 til tettere kontakt med røret 39 og dermed bedre forseglingen mellom tetteringene 33, den innvendige røroverflaten i hulrommet 17 og røret 39. Ytterligere økning av fluidtrykket inne i hulrommet 17 kan føre til lekkasje av fluid forbi den øvre tetteringen 33 ved stigerøret 43. Imidlertid vil de flere tetteringene 33 anordnet nedover den innvendige røroverflaten i hulrommet 17 danne en labyrinttetning som reduserer sannsynligheten for lekkasje rundt tetteringene 33 i omgivelsesmiljøet.

[0029] I noen tilfeller kan den oppoverrettede kraften fra brønnfluidene i røret 39 være så stor at vekten av rørtetteranordningen 11 og trykktetningene ved tetteringene 33 ikke vil være tilstrekkelig til å holde rørtetteranordningen 11 på plass over røret 39. I slike tilfeller kan vekt bli landet på og hengt av fra manøvreringsorganet 29. Den ytterligere vekten avhengt fra manøvreringsorganet 29 vil overvinne den oppoverrettede kraften fra brønn-fluidene som forlater røret 39.

[0030] Med henvisning til figur 4 kan et rør 39' ha en andel 47 som har blitt skadet eller fjernet fra røret 39' før plassering av rørtetteranordningen 11. Som beskrevet over i forbindelse med figur 3 vil røret 39' i figur 4 bli satt inn i hulrommet 17 i rørtetter-anordningen 11. Stigerøret 43 er koblet til rørtetteranordningen 11 og kan strekke seg til overflaten, en innelukkingskuppel eller liknende. Som beskrevet her vil stigerøret 43 omfatte en ventil (ikke vist) som gjør det mulig å stenge kanalen 45 i stigerøret 43. De elastiske tetteringene 37 vil gå i kontakt med og tette mot en utvendig røroverflate av røret 39'. Når dette skjer, vil de elastiske tetteringene 37 oppleve en liten oppover-bevegelse idet røret 39' blir satt inn i hulrommet 17. Som vist her, selv om tetteringene 33 ikke vil komme i kontakt med røret 39' ved andelen 47, vil de flere tetteringene 33 anordnet nedover lengden til hulrommet 17 komme i kontakt med røret 39' nedenfor andelen 47 og skape et tetningsområde som beskrevet nærmere nedenfor. Materialegenskapene til tetteringene 33 vil gjøre at tetteringene 33 reagerer på denne bevegelsen med å sette en innledende tetning langs den utvendige røroverflaten til røret 39'. Under landing av rørtetteranordningen 11 på røret 39' vil ventilen inne i stigerøret 43 være åpen og tillate passasje av brønnfluider gjennom kanalen 45.

[0031] Når rørtetteranordningen 11 er landet i posisjonen vist i figur 4, vil ventilen inne i stigerøret 43 bli lukket og stenge kanalen 45. Det vil da bygge seg opp trykk i brønn-fluidet inne i hulrommet 17 og kanalen 45 over tetteringene 33. Fortsatt oppbygging av fluidtrykket inne i hulrommet 17 aksielt over tetteringene 33 vil føre til at det utøves en nedoverrettet aksiell kraft på tetteringene 33. Denne vil presse de elastiske tetteringene 37 til tettere kontakt med røret 39' og dermed bedre forseglingen mellom tetteringene 33, den innvendige røroverflaten i hulrommet 17 og røret 39'. Ytterligere økning av fluidtrykket inne i hulrommet 17 kan føre til lekkasje av fluid forbi den øvre tetteringen 33 ved stigerøret 43. De flere tetteringene 33 anordnet nedover den innvendige røroverflaten i hulrommet 17 vil imidlertid danne en labyrinttetning som reduserer sannsynligheten for lekkasje rundt tetteringene 33.

[0032] Med henvisning til figur 5 kan et rør 39" omfatte en sideåpning 49 som har blitt skadet eller fjernet fra røret 39" før utplassering av rørtetteranordningen 11. Som beskrevet over i forbindelse med figur 3 vil røret 39" i figur 5 bli satt inn i hulrommet 17 i rørtetteranordningen 11. Stigerøret 43 er koblet til rørtetteranordningen 11 og kan strekke seg til overflaten, en innelukkingskuppel eller liknende. Som beskrevet her vil stigerøret 43 omfatte en ventil (ikke vist) som gjør det mulig å stenge kanalen 45 i stigerøret 43. De elastiske tetteringene 37 vil gå i kontakt med og tette an mot en utvendig røroverflate av røret 39". Når dette skjer, vil de elastiske tetteringene 37 oppleve en liten oppoverrettet bevegelse idet røret 39" blir satt inn i hulrommet 17. Som vist her, selv om tetteringene 33 ikke vil komme i kontakt med røret 39" ved åpningen 49, vil de flere tetteringene 33 anordnet nedover lengden til hulrommet 17 komme i kontakt med røret 39" nedenfor åpningen 49 og skape et tetningsområde som beskrevet nærmere nedenfor. Tilsvarende vil de flere rørtetteranordningene 33 anordnet langs lengden til hulrommet 17 ovenfor åpningen 49 i røret 39" komme i kontakt med røret 39" over åpningen 49 og skape et tetningsområde som beskrevet nærmere nedenfor. Materialegenskapene til tetteringene 33 vil gjøre at tetteringene 33 reagerer på denne bevegelsen med å sette en innledende tetning langs den utvendige røroverflaten av røret 39. Under landing av rørtetter-anordningen 11 på røret 39" vil ventilen inne i stigerøret 43 være åpen og tillate passasje av brønnfluider gjennom kanalen 45.

[0033] Når rørtetteranordningen 11 er landet i posisjonen vist i figur 5, vil ventilen inne i stigerøret 43 være lukket og stenge kanalen 45. Det vil da bygge seg opp et trykk i brønnfluidet inne i hulrommet 17 og kanalen 45 over tetteringene 33. Fortsatt oppbygging av fluidtrykket inne i hulrommet 17 aksielt over tetteringene 33 vil gjøre at det utøves en nedoverrettet aksiell kraft på tetteringene 33. Denne vil presse de elastiske tetteringene 37 i tettere kontakt med røret 39" og således styrke forseglingen mellom tetteringene 33, den innvendige røroverflaten i hulrommet 17 og røret 39". Ytterligere økning av fluidtrykket inne i hulrommet 17 kan føre til lekkasje av fluid forbi de øvre tetteringene 33 ved stigerøret 43. De flere tetteringene 33 anordnet nedover den innvendige røroverflaten i hulrommet 17 vil imidlertid danne en labyrinttetning som reduserer sannsynligheten for lekkasje rundt tetteringene 33.

[0034] Som vist i figur 5 kan passasje av fluid fra åpningen 49 skape et trykk som virker i negativ retning på tetteringene 33 ved eller ovenfor åpningen 49 som kan skyve rørtetter-anordningen 11 av fra røret 39". I dette tilfellet kan ytterligere ballast eller vekt bli hengt av fra manøvreringsblokkene 29 for å motvirke denne oppoverrettede kraften. Alternativt kan rørtetteranordningen 11 være konstruert slik at tetteringene 33 ikke er anordnet over hele den aksielle lengden til den rørformede strukturen 13 ovenfor åpningen 49. I nok en annen alternativ utførelsesform kan tetteringene 33 som sitter langs den aksielle lengden ovenfor åpningen 49 være modifisert ved å øke den indre diameteren til tetteringene 33 ovenfor åpningen 49 slik at de ikke vil komme i kontakt med røret 39" ovenfor åpningen 40, og dermed lar fluid passere fra åpningen 49 til hulrommet 17 uten mulighet til å utøve kraft på tetteringene 33 som vil kunne fjerne rørtetteranordningen 11 fra røret 39".

[0035] Som illustrert i figur 6 kan rørtetteranordningen 11 være koblet aksielt langs stigerøret 43, og en ventil 53 kan være koblet aksielt langs rørtetteranordningen 11 mellom rørtetteranordningen 11 og stigerøret 43. Røret 39 vil videre være koblet til en nedre marin stigerørspakke (LMRP - Lower Marine Riser Package) 51. LMRP 51 kan omfatte en utblåsningssikring (BOP) eller en annen anordning for et havbunnsbrønn-hode. Stigerøret 43 kan strekke seg til havoverflaten og være støttet på en plattform 55 av et stigerørstrekksystem eller en rigg.

[0036] De viste utførelsesformene gir således en rekke fordeler. For eksempel tilveiebringer de viste utførelsesformene en rørtetteranordning som kan bli fastgjort på et skadet undervannsrør. Rørtetteranordningen kan da sperre for strømning fra røret eller tilveiebringe en mekanisme for å lede strømning fra røret inn i en passende anordning. Rørtetteranordningen gjør dette ved å anvende den interne trykkøkningen forårsaket av strømningen av brønnfluider fra det skadede røret. På denne måten vil tetningen eller hetten som dannes av rørtetteranordningen styrkes etter hvert som trykk fra røret bygger seg opp. De viste utførelsesformene tilveiebringer videre flere tetningsflater, og vil med det øke redundansen til rørtetteranordningens tetninger og redusere sannsynligheten for svikt av rørtetteranordningen. Redundansen gjør også at rørtetteranordningen kan bli anvendt i forskjellige miljøer på rør som ikke har en tradisjonell landeflate, eller som kan ha skadede deler nedenfor den tradisjonelle landeflaten.

[0037] Det må forstås at foreliggende oppfinnelse kan realiseres i mange former og utførelser. Følgelig kan flere variasjoner gjøres i det ovennevnte uten å fjerne seg fra oppfinnelsens idé eller ramme. Etter at foreliggende oppfinnelse nå har blitt beskrevet med støtte i noen av dens foretrukne utførelsesformer, skal det bemerkes at de viste utførelsesformene er ment som en illustrasjon heller enn en begrensning og at en lang rekke variasjoner, modifikasjoner, endringer og utskiftninger er mulige i det som er vist over, og i noen tilfeller kan enkelte trekk ved foreliggende oppfinnelse bli anvendt uten en ledsagende bruk av de andre trekkene. Mange slike variasjoner og modifikasjoner vil anses som åpenbare og hensiktsmessige av fagmannen basert på en gjennomgang av den foregående beskrivelsen av foretrukne utførelsesformer. Følgelig skal de vedføyde kravene tolkes i bred forstand og på en måte som er i overensstemmelse med oppfinnelsens ramme.

Claims (20)

1. Rørtetteranordning (11) for å tette et rør (39), omfattende: et rørformet legeme (13) som definerer et sentralt hulrom (17) med en inngang (19), en utgang (23) og en akse (15); flere koniske tetteringer (33) anordnet på en innvendig røroverflate i det rør-formede legemet (13) inne i hulrommet (17), der i hvert fall noen av tetteringene (33) er stive (35) og noen av tetteringene (33) er elastiske (37); der tetteringene (33) er tilpasset for å tette mot en rør-ende (39) innsatt i det sentrale hulrommet (17); der de stive tetteringene (35) har en ytre diameter som er føyet sammen med en innvendig diameter i det sentrale hulrommet (17); og der de elastiske tetteringene (37) har en indre diameter som er mindre enn en indre diameter til de stive tetteringene (35) og er tilpasset for å tette rundt utsiden av røret (39) når det er innsatt fra inngangen (19).

2. Rørtetteranordning (11) ifølge krav 1, der tetteringene (33) er fastgjort til det rør-formede legemet (13), slik at den indre diameteren til hver tettering (33) er aksielt nærmere utgangen (23) enn den ytre diameteren til tetteringen (33) der tetteringene (33) er fastgjort til det rørformede legemet (13).

3. Rørtetteranordning (11) ifølge krav 1, der den ytre diameteren til hver stive tettering (35) er fastgjort på den innvendige diameteren i det sentrale hulrommet (17).

4. Rørtetteranordning (11) ifølge krav 1, der de stive tetteringene (35) alternerer med de elastiske tetteringene (37).

5. Rørtetteranordning (11) ifølge krav 1, der de stive tetteringene (35) er laget av et metall og de ytre diametrane til de stive tetteringene (35) er sveiset til den innvendige diameteren i det sentrale hulrommet (17).

6. Rørtetteranordning (11) ifølge krav 1, der de elastiske tetteringene (37) er laget av en elastomer.

7. Rørtetteranordning (11) ifølge krav 1, der en konisk overflate på hver elastiske tettering (37) tetter an mot en konisk overflate av minst én stiv tettering (35).

8. Rørtetteranordning (11) ifølge krav 1, videre omfattende en nedovervendt ringformet skulder (25) ved utgangen (23) inne i det sentrale hulrommet (17), der den nedovervendte skulderen (25) er tilpasset for å gi anlegg for en ende av røret (39) når røret (39) blir satt inn i det sentrale hulrommet (17).

9. Rørtetteranordning (11) ifølge krav 8, der den nærmeste av tetteringene (33) er aksielt atskilt fra skulderen (25) for å la fluid i røret (39) virke mot i hvert fall noen av tetteringene (33) i retning mot inngangen (19).

10. Rørtetteranordning (11) ifølge krav 1, der en flens (21) er dannet på en utvendig øvre ende av det rørformede legemet (13), der flensen (21) er tilpasset for å feste rør-tetteranordningen (11) til etterfølgende undervannsanordninger.

11. Rørtetteranordning (11) ifølge krav 1, videre omfattende et manøvreringsorgan (29) fastgjort til en ende av det rørformede legemet (13) og tilpasset for å bli vekselvirket med av minst én av en operatør eller et fjernbetjent kjøretøy.

12. Rørtetteranordning (11) for å tette et rør (39), omfattende: et rørformet legeme (13) som definerer et sentralt hulrom (17) med en inngang (19), en utgang (23) og en akse (15); flere koniske tetteringer (33) anordnet på en innvendig røroverflate i det rør-formede legemet (13) inne i det sentrale hulrommet (17), der i hvert fall noen av tetteringene (33) er stive og noen av tetteringene (33) er elastiske; der tetteringene (33) er tilpasset for å tette mot en ende av et rør (39) innsatt i det sentrale hulrommet (17); der de stive tetteringene (35) har en utvendig diameter som er føyet sammen med en innvendig diameter i det sentrale hulrommet (17); der de elastiske tetteringene (37) har en indre diameter som er mindre enn en indre diameter til de stive tetteringene (35) og er tilpasset for å tette rundt utsiden av røret (39) når det er innsatt fra inngangen (19); der tetteringene (33) er fastgjort til det rørformede legemet (13), slik at en ytre diameter av hver tettering (33), der tetteringen (33) er fastgjort til det rørformede legemet (13), er aksielt lavere enn den indre diameteren til tetteringen (33); der den ytre diameteren til hver stive tettering (35) er fastgjort til den innvendige diameteren i det sentrale hulrommet (17); og der de stive tetteringene (35) alternerer med de elastiske tetteringene (37).

13. Rørtetteranordning (11) ifølge krav 12, der: de stive tetteringene (35) er laget av et metall og de ytre diametrene til de stive tetteringene (35) er sveiset til den innvendige diameteren i det sentrale hulrommet (17); og de elastiske tetteringene (37) er laget av en elastomer.

14. Rørtetteranordning (11) ifølge krav 12, der: en konisk overflate av hver elastiske tettering (37) tetter mot en konisk overflate av minst én stiv tettering (35); og de koniske overflatene av de elastiske og stive tetteringene (37, 35) har samme vinkel.

15. Rørtetteranordning (11) ifølge krav 12, videre omfattende: en nedovervendt ringformet skulder (25) ved utgangen (23) inne i det sentrale hulrommet (17), der den nedovervendte skulderen (25) er tilpasset for å gi anlegg for en ende av røret (39) når røret (39) er innsatt i det sentrale hulrommet (17); og der en øvre tettering (33) er anordnet med en aksiell avstand nedenfor skulderen (25) for å la fluid i røret (39) virke mot i hvert fall noen av tetteringene (33) i retning mot inngangen (19).

16. Rørtetteranordning (11) ifølge krav 12, der: en flens (21) er dannet på en utvendig øvre ende av det rørformede legemet (13), der flensen (21) er tilpasset for å feste rørtetteranordningen (11) til etterfølgende undervannsanordninger; og et manøvreringsorgan (29) er festet til en ende av det rørformede legemet (13) og tilpasset for å vekselvirkes med av minst én av en operatør eller et fjernbetjent kjøretøy.

17. Fremgangsmåte for å tette en ende av et undervannsrør (39), omfattende trinn med å: (a) tilveiebringe en rørtetteranordning (11) som har: et rørformet legeme (13) som definerer et sentralt hulrom (17) med en inngang (19), en utgang (23) og en akse (15); flere koniske tetteringer (33) anordnet på en innvendig røroverflate i det rør-formede legemet (13) inne i det sentrale hulrommet (17), der i hvert fall noen av tetteringene (33) er stive (35) og noen av tetteringene (33) er elastiske (37); der tetteringene (33) er tilpasset for å tette mot en ende av røret (39) innsatt i det sentrale hulrommet (17); der de stive tetteringene (35) har en ytre diameter som er føyet sammen med en innvendig diameter i det sentrale hulrommet (17); og der de elastiske tetteringene (37) har en indre diameter som er mindre enn en indre diameter til de stive tetteringene (35) og er tilpasset for å tette rundt utsiden av røret (39) når det er innsatt fra inngangen (19); (b) føre rørtetteranordningen (11) ned over enden av røret (39), slik at de elastiske tetteringene (37) tetter mot den utvendige diameteren til røret (39); og så (c) la fluid fra røret (39) komme inn et ringrom mellom røret (39) og den innvendige diameteren i det sentrale hulrommet (17) for å virke mot en øvre overflate av den øverste elastiske tetteringen (37).

18. Fremgangsmåte ifølge krav 17, der trinn (b) omfatter trinn med å: kjøre rørtetteranordningen (11) fra et sted på overflaten til et sted under vann aksielt ovenfor enden av røret (39); og fysisk bevege rørtetteranordningen (11) ned over enden av røret (39).

19. Fremgangsmåte ifølge krav 17, der trinn (c) omfatter trinn med å: tilveiebringe en nedovervendt ringformet skulder (25) ved en øvre ende av det sentrale hulrommet (17); og der trinn (b) omfatter trinnet med å bringe en ende av røret (39) i anlegg, men ikke i forseglende kontakt mot den nedovervendte skulderen (25).

20. Fremgangsmåte ifølge krav 17, der trinn (c) bevirker til at koniske overflater av hver elastiske tettering (37) tetter an mot koniske overflater av tilstøtende stive tetteringer (35).