NO313207B3 - Fremgangsmate for utforelse av boreoperasjoner til havs - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en ny fremgangsmåte for boreoperasjoner til havs. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for utførelse av boreoperasjoner til havs med en boresammenstilling som er opererbar for å kunne bæres fra en posisjon over overflaten på en mengde vann og med anordninger for frem-føring av rørformede elementer ned i vannet og til bunnen under vannet. Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for utførelse av boreoperasjoner til havs ned i bunnen under en mengde vann, for en enkelt brønn, fra et boredekk som er opererbart for å kunne posisjoneres over overflaten på nevnte vannmengde der fremgangsmåten utføres, i det minste delvis, fra første og andre anordninger for frem-føring av rørformede elementer, der begge frem-føringsanordningene er anbragt inne i et overbygg.

Tidligere har betraktelige olje- og gassreserver blitt lokalisert under Mexicogolfen, Nordsjøen, Beaufortsjøen, områder i fjerne Østen, Midtøsten, Vest Afrika etc. I de første faser av offshore- undersøkelser og/eller produksjonsboring, ble operasjo-nene utført på forholdsvis grunt vann fra noen få meter til omlag tretti, førti meter langs de nære kystområder og deler av Mexicogolfen. Gjennom årene har golfen og andre områder av verden blitt undersøkt i stor utstrekning og kjente olje- og gassreserver på grunt farvann har blitt identifisert og boret. Etter hvert som beho-vet for kostnadseffektiv energi fortsetter å øke i hele verden, har ytterligere olje- og gassreserver blitt søkt i farevann med dybder på flere tusen meter på kontinental-sokkelen. Som et eksempel finnes et for tiden aktivt produserende felt ut fra kysten av Louisiana på 850 meters dybde og boreoperasjoner utenfor New Orleans er påtenkt den nære fremtid på omlag 900 - 2300 meter vanndyp. Videre har blokker blitt leaset ut i felter på over 3000 meter og i 2000 er det antatt at et ønske vil fore-ligge om boring på 3700 vanndybde eller mer.

Dypvannsleting stammer ikke bare fra et økende behov om å lokalisere nye reserver, som et hovedforslag, men med utviklingen av sofistikert tredimensjonal seis-misk avbildning og en øket kunnskap om bidragene fra turbiditeter (grumsethet) og dypvannssand, blir det nå antatt at betraktelige høyproduksjons olje- og gassreserver foreligger innenfor Mexicogolfen og annensteds i vanndyp på 3000 meter eller mer.

Langs de nære kystområder og kontinentalhelningene har oljereserver blitt boret og kommet i produksjon ved å benytte faste tårn og mobile enheter slik som oppjekkbare plattformer. Faste tårn eller plattformer blir vanligvis fremstilt på land og transportert til et borested på en lekter eller på selvflytende vis ved å benytte opp-driftskammere inne i tårn-skaftene. På stedet blir tårnene reist og fiksert til sjøbunnen. En oppjekkbar plattform innbefatter vanligvis en lekter eller selvdrevet dekk som blir brukt til å flyte riggen til stedet. Når plattformen er på plass, blir skaft i hjørnene av lekteren eller det selvdrevne dekket jekket ned i sjøbunnen inntil dekket er blitt hevet en passende arbeidsavstand over en statistisk stormbølgehøyde. Et eksempel på en oppjekkbar plattform er vist i Richardson US patent nr. 3412981. En oppjekkbar lekter er avbildet i US patent nr. 3628336 i navn Moore et al.

Når de er i stilling, blir faste tårn, oppjekkbare lektere og plattformer benyttet for boring gjennom et kort stigerør på en måte som ikke er dramatisk forskjellig fra landbaserte operasjoner. Det vil hurtig forstås at selv om faste plattformer og oppjekkbare rigger er egnede i vanndyp på noen hundre meter eller så, er det overho-det ikke mulig å benytte dem for dypvannsapplikasjoner.

I dypere farvann har et oppjekkbart tårn vært tenkt som en mulighet hvor et dekk blir benyttet for flyting og deretter blir et eller flere skaft jekket ned til sjøbunnen. Fundamentene for disse oppjekkbare plattformer kan karakteriseres i to kategori-er: (1) påleunderstøttede konstruksjoner og (2) gravitasjonsbaserte konstruksjoner. Et eksempel på et gravitasjonsbasert, oppjekkbart tårn er vist i US patent nr. 4265568 i navn Herrmann et al. Igjen, selv om et oppjekkbart enkelt skaft har fordeler i vanndyp på noen få hundre meter er den fortsatt ikke en konstruksjon som er egnet for steder med dypt vann.

For dypvannsboring har delvis neddykkbare plattformer blitt konstruert, slik som vist i US patent nr. 3919957 i navn Ray et al. I tillegg har strekkstagplattformer blitt brukt slik som vist i US patent nr. 3982492. En strekkstagplattform innbefatter en plattform og et antall forholdsvis store ben som rager nedad i sjøen. Forankringer er festet til sjøbunnen under hvert ben og et antall permanente fortøyningsliner strekker seg mellom forankringene og hvert ben. Disse fortøyningsliner blir stram-met for delvis å trekke benene mot deres oppdrift, ned i vannet for å tilveiebringe stabilitet for plattformen. Et eksempel på en strekkstagplattform er avbildet i US patent nr. 4281613.

På steder med enda dypere vann har dreietårnfortøyde boreskip og dynamisk posisjonerte boreskip blitt brukt. Dreietårnfortøyde boreskip er vist i US patentene nr. 3191201 og 3279404,

Et dynamisk posisjonert boreskip er likt med et dreietårnfortøyet fartøy der boreoperasjoner blir utført gjennom en stor sentral åpning eller en underdekksåpning utformet vertikalt gjennom fartøyet midtskips. Posisjoneringspropellere (thrustere) i baug- og akterende benyttes sammen med flere følere og datastyreenheter for dynamisk å holde fartøyet i en ønsket lengde- og breddeposisjon. Et dynamisk posisjonert boreskip og stigerørsvinkel- posisjoneringssystem er vist i US patent nr. 4317174 (Dean).

Hver av de ovennevnte patenterte oppfinnelser har samme formål som den foreliggende ansøkning.

Til tross for utstrakt suksess ved boring fra grunne til middels dybder, er det en fornyet antagelse at betydelig energireserver foreligger under vanndybder på 2000 til 3700 meter eller mer. Utfordringene ved boring av letebrønner for å tappe slike reserver, og den påfølgende produksjonsboring over et antall slike brønner, er imidlertid formidable. Ved dette er det antatt at fremgangsmåter og anordninger som eksisterte tidligere, ikke vil være tilstrekkelige til økonomisk å nærme seg den nye dypvannsgrense.

Etter hvert som boredybder dobles og tredobles, må boreeffektiviteten økes og/eller nye teknikker utvikles for å ta høyde for de høye dagsrater som vil være nødvendige for å operere utstyr som kan håndtere dypvannsapplikasjoner. Denne vanskelighet blir forsterket for produksjonsboring på feltet hvor boring og komplet-tering av tjue eller flere brønner ofte er påkrevet. I tillegg kan overhalings- eller utbedringsarbeide slik som å trekke opp ventiltrær eller produksjonsrør, syrebe-handle brønnen, sementering, rekomplettere brønnen, skifte ut pumper etc. på dypt vann, oppta en borerigg i en utstrakt tidsperiode.

I hvert fall én publikasjon, GB-A-2041866, foreslår at tidsbesparelser kan oppnås ved å bore to brønner samtidig fra et enkelt boretårn. Denne foreslåtte løsningen har imidlertid begrensninger med tanke på koordinert samarbeid mot og i et enkelt brønnhull for å redusere den kritiske bane ved en boreoperasjon i en enkel brønn. I den amerikanske søknaden US-A-4850439 foreslås det å anvende en mindre hjelperigg for å sette sammen og stable opp kortere rørsegmenter. Denne publika-sjonen lærer eller antyder imidlertid intet om fordelene ved hjelpeboreaktiviteter ned til havbunnen for å redusere den kritiske bane ved en boreoperasjon i en enkel brønn.

GB-A-2291664 (Broeder) viser en flytende plattform som omfatter et boretårn. Delsammenstillinger av foringsrør og stigerør settes sammen i et forhåndsam-menstillingspunkt samtidig som det bores fra boretårnet. En delsammenstilling av en stigerørsstreng med en lengde på opptil 90 % eller mer av den ønskede, ende-lige lengden kan forhåndssammenstilles i forhåndsammenstillingspunktet. En kran eller en transportør brukes for å overføre den forhåndssammenstilte delsammenstilling av stigerørsstrengen fra forhåndsammenstillingspunktet til boretårnet.

Følgelig er det ønskelig å tilveiebringe en ny fremgangsmåte som ville være egnet for alle offshore-applikasjoner men spesielt egnet for dypvannsleting og/eller pro-duksjonsboringapplikasjoner, som kan benytte boreskip, delvis neddykkbare strekkstagplattformer og lignende, med øket effektivitet for å sette til side iboende kostnadsøkninger som gjelder for dypvannsapplikasjoner.

Det er derfor et hovedformål ved oppfinnelsen å tilveiebringe en ny fremgangsmåte for leting og/eller felt- produksjonsboring av olje og gassreserver til havs, spesielt på dypvannssteder.

Det er bestemt formål ved oppfinnelsen å tilveiebringe en ny fremgangsmåte som benytter et fleraktivitet boretårn for offshore-undersøkelse og/eller feltproduksjons-boreoperasjoner som kan brukes i dypvannsapplikasjoner med forøket effektivitet.

Det er nok et formål ved oppfinnelsen å tilveiebringe en ny offshore-lete og/eller felt-produksjonsboremetode hvor et enkelt boretårn kan bli benyttet for hoved-, og sekundær og tertiærrørvareaktivitet samtidig.

Det er et tilhørende formål ved oppfinnelsen å tilveiebringe en ny offshorelete-boringsmetode der multiboringsaktiviteter kan utføres samtidig med et enkelt boretårn, og således fjernes visse røroperasjoner fra en kritisk bane for en hovedbo-ringsaktivitet.

Det er et ytterligere formål ved oppfinnelsen å tilveiebringe en ny fremgangsmåte hvor fler-rørsoperasjoner kan utføres fra et enkelt boretårn, og primær boring eller hjelpe-rørsaktivitet kan utføres samtidig gjennom et antall rørhåndterings-steder inne i et enkelt boretårn.

Det er nok et formål ved oppfinnelsen å tilveiebringe en ny fremgangsmåte for dypvannsleting med forøket pålitelighet så vel som effektivitet.

Ifølge oppfinnelsen er det således tilveiebragt en fremgangsmåte av den ovenfor beskrevne type og som angitt i innledningen til de medfølgende krav 1 og 6, der fremgangsmåten er kjennetegnet ved de trinn som er angitt i de karakteriserende deler av henholdsvis krav 1 og 6.

En foretrukket fremgangsmåte av oppfinnelsen som er ment å kunne realisere minst noen av de foranstående formål anvender en fleraktivitets-boreenhet som kan betjenes og monteres på et dekk på et boreskip, delvis nedsenkbar strekkstagplattform, oppjekkbar plattform, offshore-tårn eller lignende for å understøtte lete- og/eller produksjonsboreoperasjoner gjennom et dekk og ned i sjøbunnen. Fleraktivitets-boreenheten innbefatter et tårn for samtidig å understøtte leting og/eller produksjonsboreoperasjoner og rørvare- eller annen aktivitet i tillegg til boreoperasjoner gjennom et boretårn. En første rørvarestasjon er plassert innenfor periferien av boretårnet for å utføre boreoperasjonene gjennom boretårnet. En andre rørvarestasjon er plassert inntil, men i avstand fra den første og innenfor periferien av boretårnet for å utføre operasjoner i tillegg til den primære borefunksjon.

Med det ovenfor nevnte fleraktivitets-boretårn kan primær boraktivitet bli utført gjennom den første rørvarestasjon og samtidig kan hjelpeboring og/eller relatert aktivitet bli utført innenfor det samme boretårn gjennom den andre rørvare-stasjonen for effektivt å eliminere bestemt aktivitet fra den kritiske bane for hoved-boringen.

Andre formål og fordeler med den foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den føl-gende detaljerte beskrivelse av en foretrukket utførelse av oppfinnelse, gitt sammen med de vedlagte tegninger hvor: Figur 1 viser et aksonometrisk riss av et boreskip av en type som er egnet for for-delaktig å utnytte fleraktivitetsfremgangsmåten for undersøkelses- og/eller felt-produksjonsboring i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen; Figur 2 viser et sideriss av fleraktivitets-boreskipet i figur 1 med et snitt i dekksåp-ningsområdet for å vise doble rørvarestrenger som strekker seg ned fra et enkelt boretårn; Figur 3 viser et planriss av boreskipet i figurene 1 og 2; Figur 4 viser et planriss av et mekanisk dekk på boreskipet avbildet i figur 3, og viser flere operasjonelle trekk; Figur 5 viser et styrbord oppriss av fleraktivitets-boretårnet montert på en boreskip-underkonstruksjon eller celleformet dekk; Figur 6 viser et oppriss bakfra av fleraktivitets-tårnet avbildet i figur 5; Figur 7 viser et planriss av et boregulv for fleraktivitets-boretårnet; Figur 8 viser et illustrerende oppriss av en toppmontert boremaskin som roterer og fremfører rørvarer; Figurene 9 - 22 avbilder en skjematisk sekvens av avbildninger som viser primær og hjelpende rørvareaktivitet under utførelse i samsvar med en sekvens av letebo-ring som utnytter den foreliggende fremgangsmåten; og Figurene 23a og 23b viser en tidslinje for en illustrerende leteboringsoperasjon der en kritisk bane for aktivitet for en konvensjonell boreoperasjon er avbildet i figur 23a og en tilsvarende kritisk tidslinje for den samme boreaktivitet i samsvar med fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse er avbildet i figur 23b. Figur 23b viser en dramatisk økning i leteboringseffektivitet med den foreliggende oppfinnelse.

Det vises nå til tegningene hvor like henvisningstall indikerer like deler, og først til figur 1 hvor det vil sees et aksonometrisk riss av en offshore boreskip. Dette dynamisk posisjonerte boreskip egner seg spesielt godt for utøvelse av oppfinnelsen. Nærmere bestemt omfatter det foreliggende fleraktivitets-boreskip 30 et skrog 32 av tankertypen som er fremstilt med en stor dekksåpning 34 mellom baugen 36 og akterenden 38. Et fleraktivitets-boretårn 40 er montert på boreskipets basiskonst-ruksjon over dekksåpningen 34 og kan betjenes til å utføre primære rørvareope-rasjoner og samtidige hjelpeoperasjoner for de primære rørvareoperasjoner fra et enkelt tårn gjennom dekksåpningen. I denne ansøkning blir begrepet rørvare benyttet som et generelt uttrykk for rørledninger som benyttes innenfor boreindustri-en og innbefatter forholdsvis store stigerør, foringsrør og borerørstrenger av ulike diametre.

Boreskipet 30 kan holdes på stedet ved å være fortøyd, eller ved å være dreietårn-fortøyd slik som f.eks. vist i det ovenfor refererte US patenter nr. 3191201 og 3279404. I en foretrukket utførelse blir boreskipet 30 holdt nøyaktig i stilling ved dynamisk posisjonering. Dynamisk posisjonering blir utført ved å benytte et antall baugtrustere 42 og aktertrustere 44 som blir nøyaktig styrt med computere som benytter inngangsdata for å styre frihetsgradene til det flytende fartøy under varie-rende omgivelses-forhold hva angår vind, strømninger, bølgehøyder, etc. Dynamisk posisjonering er relativt sofistikert og ved å benytte satellittreferanser er de i stand til å holde et boreskip svært nøyaktig på en ønsket lengdegrad og bredde-grad over et brønnhode.

Det vises nå til figurene 1 til 4 hvor det kan sees et antall riss som viser, i noe de-talj, et fleraktivitets-boreskip. Figur 2 viser et oppriss av styrbordside av det fleraktivitets-boreskip som innbefatter et bakre helikopterdekk 46 over skipsrommet 50 og et hovedmaskinrom 52. Lagerstativer 54 for stigerør er plassert over et hjelpemaskinrom 56. Det første og andre rørstativ 58, 60 er plassert framfor et lagring-sområd 54 for stigerør og over et hjelpemaskinrom 62, lagerrom og sekklagere 64 og slamrom 66. Et hus 68 for vibrasjonsinnretninger rager over slamrommet 66 og nær inntil et bakre parti av fleraktivitets-tårnet 40. Et første og andre 68 tonn kran 70, 72, med 45 meter bommer, er montert bak fleraktivitets-tårnet 40 og blir operativt benyttet f.eks. i forbindelse med stigerør og rørhåndteringsbehov i det opererende boreskipet.

Et maskinrom og brønntestingsområde 74 er anordnet nær inntil en fremre kant av fleraktivitets-boretårnet 40 og et ytterligere lagerområde 76 for stigerør og mann-skapskvarterer 78 er plassert framfor brønntestingsområdet som vist i figur 2. Nok en 68 tonns kran 82 med en 45 meters bom er plassert framfor fleraktivitets-tårnet 40 og betjener operativt en fremre del av boreskipet.

Det vises til figurene 3 og 4 hvor det kan sees planriss av et rørdekk og et maski-neri-dekk for en foretrukket utførelse av boreskipet 30. Ved først å se på figur 3, er det vist et planriss av boreskipet 30, et bakre helikopterdekk 46 over skipsrommet 50, og bakenfor et lagerområde 54 for stigerør. Et andre lagerområde 55 for stige-rør er plassert inntil lageret 54 og på en lignende måte er rørstativet 63 og 65 plassert nær inntil det tidligere angitte rørstativ 62 og 64. Vibrasjonsinnretningshu-set 68 ligger foran rørstativene og inntil fleraktivitetstårnet 40 og en slamlogger 67 er vist over slamrommet 66. En gangbro 69 strekker seg mellom stigerør- og rørstativet for å lette transport av stigerørslengder, foringsrør og borerør fra lager-områdene til boretårnet 40.

Et brønntestingsområde 74 og 75 er vist nær inntil tårnet 40 og bakenfor stativene 76 og 77 med omlag 3000 ytterligere meter rørvarer. Et fremre helikopterdekk 80 er vist plassert over mannskapskvarterene 78, som tidligere omtalt, og det fremre rørvare-området blir betjent av en 68 tonns kran 82 som angitt ovenfor.

Et planriss av maskindekket er vist i figur 4 og innbefatter et maskinrom 56 med drivstofftanker på styrbordside og et trykkluft- og vanntilførselssystem 84 på ba-bord side. Hjelpemaskineri 62 slik som et maskinverksted, sveiseverksted og luft-kondisjoneringsverksted, er vist plassert nær inntil sjaltegiret, styremoduler og SCR rom 86. Framfor SCR rommet, i maskineridekket er et luftkondisjoneringsla-gerhus 88 og stablelagere 64 som tidligere angitt. Slampumperommene 66 innbefatter et antall stort sett identiske boreslam- og sementpumper 90 og blande- og lagertanker 92. Tårnets standflate 94, 96, 98 og 100 er vist i celledekket og er symmetrisk plassert omkring et dekksåpningsområde 34. En parallell gangvei rager over dekksåpningen og er lagt mellom et bakre undervanns tresystemsområde og et fremre undervanns romområde. Et stigerør-kompressorrom 102 er vist i en posisjon nær inntil det fremre maskineriområde 74 som innbefatter et boresikringsventil-styreområde 104.

Boreskroget kan være 260 meter langt og ha en konstruksjonsform i likhet med skytteltankere i Nordsjøen. De ulike modulariserte komponentpakker er lettilgjeng-elig holdt inne i et skip av denne kapasitet og det dynamisk posisjonerte boreskip tilveiebringer en stor stabil plattform for dypvannsboreoperasjoner. Det foranstående fleraktivitet boreskip og opererende komponenter er vist i et illustrerende ar-rangement hvor det er tenkt at annet utstyr kan brukes og posisjoneres på ulike steder, samt at andre skipsdesign eller plattformkonstruksjoner kan anvendes. Imidlertid er det foranstående typisk for de primære opererende anlegg som er ment å inngå i foreliggende fleraktivitets-boreskip.

Det vises nå til figurene 5 til 7 hvor det kan sees et fleraktivitets-tårn 40. Tårnet 40 innbefatter en basis 110 som er forbundet til en boreskipskonstruksjon 112 symmetrisk over dekksåpningen 34. Basisen 110 er med fordel firkantet og rager opp-ad til et boredekksnivå 114. Over boredekks-nivået er en heisverksplattform 116 og et tak 118 for heisverksplattformen. Boretåms-ben 120, 122,124 og 126 er sammensatt av graderte rørvaredeler og rager opp og heller innover fra boregulvet 114. Boretårnet slutter i en stort sett rektangulær topp-konstruksjon av tårnet eller dekk et 128. Benene er rommessig fiksert ved et nettverk av stag 130 for å danne et stivt boretårn for solid rørhåndtering og multiaktivitetsfunksjoner.

Som spesielt vist i figur 5 tjener tårntoppen 128 til å bære et første og andre mini-boretårn 132,134 foret skive- og hydraulisk bevegelseskompenseringssystem.

Som vist i figur 5 til 7 innbefatter fleraktivitets-tårnet 40 med fordel et første og andre heisverk 140, 142 av konvensjonell konstruksjon. En kabel 144 går opp fra heisverket 140 over skiver 146 og 148 og bevegelseskompenserte skiver 150 i toppen av tårnet 40. Heisverkkablene går ned inne i tårnet til første og andre løpe-blokker 152,154, se figur 5. Hvert av heisverkene 140 og 142 blir uavhengig styrt av adskilte borerkonsoller, henholdsvis 156 og 158.

Boretårnets boregulv 114 innbefatter første og andre rørfremførende stasjoner 160 og 162 som i en utførelse omfatter et første 161 rotasjonsbord og et andre 163, stort sett identisk rotasjonsbord. Rotasjonsbordene er plassert i et innbyrdes av-standsforhold symmetrisk inne i tårnet 40 og, i en utførelsesform, langs en senter-linje av boreskipet 30.

Andre påtenkte utførelser innbefatter rotasjonsbord plassert fra side til side tvers over skipet, eller til og med skjevt på skipet. Heisverkene 140 er plassert nær inntil den første rørfremføringsstasjon 160 og heisverkene 142 er plassert nær inntil den andre rørfremføringsstasjon 162 og brukes for å lede boreoperasjoner og/eller hjelpeoperasjoner gjennom dekksåpningen 34 i boreskipet. Hver rørfremførende stasjon innbefatter i en utførelse en rotasjonsmaskin, rotasjonsdrift, mesterbøs-singer, kelly-drivrørbøssinger og holdekiler. I tillegg innbefatter hver rørfremføren-de stasjon 160 og 162 operative anordninger, så som en rørkoplingsmaskin, en rørtang, et spinnkjede, en kelly og en roterende svivel for å sette sammen og rive ned rørvarer på alminnelig måte.

En første rørhåndteringsanordning 164 og et andre rørhåndteringsanordning 166

er, i én utførelse, anordnet på en skinne 168 som forløper fra et sted nær inntil den første rørvarefremførende stasjon 160 og til den andre rørvarefremførende stasjon 162. En første røroppstillingsplass 170 er plassert nær inntil den første rørhåndte-ringsanordning 164 og en andre røroppstillingsplass 172 er plassert nær inntil den andre rørhåndteringsanordning 166. En tredje rørhåndteringsplass 174 kan plas-seres mellom den første oppstillingsplass 170 og den andre oppstillingsplass 172 for å motta rør fra enten den første rørhåndteringsanordning 164 eller den andre rør-håndteringsanordning 166 etter hvert som de beveger seg på skinnen 168. Plassert inntil den første rørfremførende stasjon 160 er en første boreassistent 180, og en andre boreassistent 181 er plassert nær inntil den andre rørfremfø-ringsstasjon 162. Boreassistentene blir benyttet sammen med rotasjonsstasjonene 160 og 162 for å innspenne og løsgjøre rørvarer.

Det vil sees med henvisning spesielt i figur 7 at skinnen 168 tillater at den første rørhåndteringsenhet 164 kan sette tilbake og motta rør fra hvilke som helst av rø-roppstillingsplassene 170, 172 og 174. Den primære anvendelse for rørhåndte-ringsenheten 164 vil imidlertid være i forhold til oppstillingsområder 170 og 174. På en lignende måte tillater skinnen 168 at den andre rørhåndteringsenhet 166 kan overføre rør slik som stigerør, foringsrør eller borerør mellom den andre rotasjonsstasjon 162 og røroppstillingsplassene 172, 174 og 170, imidlertid vil rør-håndteringsenheten 166 bli benyttet mest hyppig med røroppstillingsplassen 172 og 174. Selv om skinnebårede rørhåndteringssystemer er vist i figur 7, er andre rørhåndteringsarrangementer påtenkt med den foreliggende oppfinnelse, slik som eksempelvis en stiv overliggende krankonstruksjon inne i tårnet 40. Et felles ele-ment blant alle systemer vil imidlertid være evnen til å innspenne og løsgjøre rør-varer ved både den første og andre rørvare-stasjon for å fremføre rørvarer gjennom dekksåpningen. I tillegg vil karakteristika for rørhåndteringssystemene være evnen til å føre rørsegmenter frem og tilbake mellom den første stasjon for fremfø-ring av rørvarer i gjennom dekks-åpningen og de andre stasjoner for fremføring av rørvarer og oppstillingsplasser som beskrevet ovenfor.

I en for tiden foretrukket utførelse blir rørrotasjonsfunksjonen utført med en første og andre oventil montert boremaskin 182,183, se igjen figur 5. Hver toppdrevet

boremaskin er lik og enheten 182 er vist nærmere i figur 8. Den toppdrevne boremaskin er koblet til løpeblokken 152 og balanseres med hydrauliske balanserings-sylindere 184. En føringstralle 185 bærer en kraftkjede 186 som driver en rørvare-håndterende enhet 188 over boregulvet 114.

Selv om et rotasjonsbordsystem med rørvarefremføring og toppdreven boremaskin begge er blitt vist og omtalt ovenfor, er det toppdrevne systemet for tiden foretrukket, og i visse tilfeller kan begge systemer til å med være installert på ett og samme boreskip. Andre systemer kan imidlertid tenkes brukt, et operasjonelt karakteristika for alle rørvarefremførende systemer vil være evnen til uavhengig å håndtere, innspenne eller løsgjøre, oppstille og fremføre rørvarer gjennom mange stasjoner over en dekksåpning og ned mot sjøbunnen.

Det vil forstås ved henvisning til og sammenligning figurene 5, 6 og 8 at fleraktivi-tetsboretårnet 40 omfatter to identiske toppdrevene boremotorenheter og/eller ad-skilt rotasjonsbord, heisverk, bevegelseskompensering og løpeblokker plassert inne i et enkelt, flerformåls boretårn. Følgelig muliggjør den foreliggende oppfinnelse at primær boreaktivitet og hjelpeaktivitet kan bli utført samtidig og således kan den kritiske bane ved en borefunksjon utført gjennom dekksåpningen 34 opti-maliseres. Alternative enheter kan påtenkes, som ikke vil være identiske i dimen-sjon eller til å med funksjon, men som uansett vil være i stand til å håndtere rørva-rer og føre rørvarer frem og tilbake mellom de rørvarefremførende stasjoner inne i et enkelt boretårn. I en foretrukket utførelsesform er fleraktivitets-bærekonstruksjonen i form av et firesidet tårn. Den foreliggende oppfinnelse er imidlertid ment å innbefatte andre overkonstruksjon-arrangementer slik som treskaflede enheter eller til å med to hosliggende stolper, men sammenknyttende rammer og underkonstruksjoner som kan utføre en bærefunksjon for mer enn en rørboring eller aktivitet for derved å kunne utføre samtidige konstruksjoner gjennom dekket i et boreskip, delvis nedsenkbar strekkstagplattform eller lignende.

Det vises nå spesielt til figurene 9 til 22, hvor det vil sees en operasjonsrekkefølge for foreliggende fleraktivitets-boretårn og boreskip, der en første- eller hoved-rørfremføringsanordning 160 er betjenbarfor å utføre primær boreaktivitet og en andre eller hjelpende rørfremføringsanordning 162 blir brukt for funksjoner kritiske for boreprosessen, men med fordel kan fjernes fra den kritiske borebane, for derved dramatisk å forkorte den totale boretid.

Det vises nå spesielt til figur 9 hvor det skjematisk er vist et fleraktivitets-boretårn 40 plassert på et boredekk 190 på et boreskip, en delvis nedsenkbar strekkstagplattform eller lignende av typen diskutert ovenfor.

En dekksåpning i boredekket 192 gjør at rørvarer slik som stigerør, foringsrør eller borerør kan settes sammen i topptårnet 40 og føres ned i vannet 194 for å utføre boreaktivitet og/eller aktivitet forbundet med boring i og på sjøbunnen 196.

Hovedborestasjonen 160 blir benyttet til å hente opp og sette sammen en 762 mm utspylingsenhet for utspyling i sjøbunnen og 660 mm boreenheter og anbringe dem inne i tårnets oppstillingsplass for hjelpestasjonen 162 for kjøring inne i det 762 mm store foringsrør. Hovedriggen fortsetter så å sette sammen det 476 mm store brønnhodet og setter det tilbake i tårnet for innkjøring i et 508 mm foringsrør.

Samtidig blir hjelpestasjonen 162 benyttet til å hente et 762 mm foringsrør og motta utspylingsenheten fra hovedriggen og kjøre den komplette enhet til sjøbunnen hvor den begynner en utspylingsoperasjon for det 762 mm store foringsrør.

Det vises til figur 10 hvor hovedriggen føreren boresikringsventil-stabel 200 under riggulvet og utfører en funksjonstest på stabelen og dens styresystem. Samtidig blir hjelperiggen og rotasjonsstasjonen 162 benyttet til å spyle og sette inn forings-røret på 762 mm. Hjelperiggen løsgjør deretter innføringsverktøyet fra brønnhodet og borer et hullparti på 660 mm.

I figur 11 blir hovedriggen benyttet å starte innføring av boresikringsventil-stabelen 200 og borestigerør mot sjøbunnen. Samtidig blir hjelperiggen, innbefattende den andre rotasjonsstasjon 162, benyttet til å komplettere boring av den 660 mm hull-seksjon og deretter trekker den 660 mm foreenhet mot overflaten. Hjelpestasjonen rigger så opp og kjører 508 mm produksjonsrør 202 og etter nedsetting av 508 mm foringsrør i brønnhodet så kobler hjelperiggen til sementledninger og sementerer det 508 mm foringsrør på plass. Hjelperiggen henter deretter opp nedsettel-sesstrengen for foringsrøret på 508 mm.

I figur 12 nedsetter hovedriggen og rotasjonsstasjonen 160 boresikringsventilen 200 på brønnhodet og tester brønnhodeforbindelsen. Samtidig blir hjelpe-rotasjonsstasjonen 162 benyttet til å frigjøre utspylingsenheten på 762 mm og boreenheten på 660 mm. Etter at denne operasjon er ferdig blir hjelpe-rotasjonsstasjonen 162 benyttet til å sette sammen brønnhullsenheten på 445 mm og anbringer enheten i tårnet for opphenting av hovedrotasjonsenheten.

I figur 13 henter hovedrotasjonsenheten 160 opp bunnhullssammenstillingen 204 på 445 mm, som tidligere ble satt sammen av hjelperiggen, idet hovedrotasjonsenheten kjører denne og borerøret inn i hullet for å begynne boring av en brønn-seksjon på 445 mm. Samtidig henter hjelperotasjonstasjonen opp enkeltstående rørskjøter på 340 mm lengde fra boreskipet rørstativer, setter dem sammen til 38 meters lengder og stiller så disse tilbake i boretårnoppstillingsplassene under forberedelse for innkjøring av foringsrør på 340 mm.

I figur 14 kompletterer hovedrotasjonsstasjonen 160 boring av hullseksjonen på 445 mm. Boreenheten blir deretter hentet tilbake til overflaten gjennom dekksåpningen og hovedrotasjonsstasjonen fortsetter så til å rigge opp og kjøre de 340 mm foringslengder som tidligere ble satt sammen og satt tilbake i boretårnet. Etter nedsettelse av foringsrøret i brønnhodet, sementeres foringsrøret på plass. Samtidig henter den hjelpende rotasjonsstasjon 162 opp enkeltstående rørlengder på 245 mm fra boreskipets rørstativer, setter dem sammen tre og tre og stabler de så tilbake i boretårnets røroppstillingsplasser som forberedelse for innføring av foringsrør på 245 mm.

I figur 15 tester den primære rotasjonsstasjon boresikringsventilstabelen etter inn-setting av tetningsenheten på 340 mm og hjelpe-rotasjonsstasjonen skifter bunnhullssammenstillingen fra enheten på 445 mm til enheten på 311 mm. Enheten på 311 mm blir så satt tilbake i tårnets rørhåndteringsoppstillingsplass i en posisjon hvor de kan hentes opp av hovedrotasjonsstasjonen.

I figur 16 blir hovedrotasjonsstasjonen 160 brukt til å kjøre inn i hullet enheten på 311 mm og begynner boring av hullseksjonen på 311 mm. Samtidig blir hjelpe-rotasjonsstasjonen benyttet til å sette sammen foringsrørinnføringsverktøyet og sementhodet på 245 mm og stiller deretter begge disse komplette enheter tilbake i rørhåndterings-oppstillingsplassen i tårnet under forberedelse for innføring av foringsrør på 245 mm.

I figur 17 blir hovedrotasjonsstasjonen 160 benyttet til å komplettere boring av hullseksjonen på 311 mm og henter opp enheten på 311 mm tilbake til overflaten. Hovedrotasjonsstasjonen rigger så opp og kjører 245 mm foringsrør inn i hullet og sementerer foringsrøret på plass. Samtidig skifter hjelpe-rotasjonsstasjonen bunnhullssammenstillingen fra 311 mm til 216 mm og setter de 216 mm enheter tilbake i tårnet for å bli hentet opp av den primære rotasjonsstasjon.

I figur 18 er den primære rotasjonsstasjon vist når den kjører ned i hullet med boreenheter på 216 mm og begynner å bore et hull på 216 mm med den første ro-terbare toppdrevne boreinnretning. Under denne operasjon blir hjelpe-rotasjonsstasjonen brukt til å sette sammen en foringsrørkutter.

I figur 19 kompletterer den primære rotasjonsstasjon 160 boring av hullseksjonen

på 216 mm og henter boreenheten opp tilbake til overflaten. Den primære rotasjonsstasjon fortsetter så å rigge ned stigerør og begynner å gjenvinne boresikringsventil-stabelen 200.

Som vist i figur 20, straks boresikringsventilen 200 er klar fra brønnhodet, kjører hjelpe-rotasjonsstasjonen foringsrørkutteren 210 ned i hullet og kapper foringsrø-ret.

I figur 21 blir den primære rotasjonsstasjon benyttet til å fortsette gjenvinning av boresikringsventil-stabelen 200 og hjelpe-rotasjonsstasjonen blir brukt til å gjenvinne brønnhodet 212.

I figur 22 preparerer den primære rotasjonsstasjon for bevegelse av boreskipet og hjelpe-rotasjonsstasjonen hjelper til med denne operasjon.

Det vises nå spesielt til figur 23a hvor det vil sees et illustrerende tidskart for typisk boreaktivitet for en offshorebrønn i samsvar med en konvensjonell boreoperasjon. De innfylte horisontale stenger representerer tidsrammer langs en abscisse og rørvare-aktivitet er vist langs en ordinat. Som en første operasjon blir en 8 timers stav 220 benyttet for å hente opp rør og 27 timers stav 222 er så nødvendig for å spyle et 762 mm foringsrør på plass. 3 timer blir så brukt for å sette sammen og legge ned bunnhullssammenstillingene og innkjøringsverktøyene, se stav 230. Deretter er 44,5 time, se staven 226, nødvendig for å bore og sementere forings-rør på 508 mm. 69 timer 228 er nødvendig for å kjøre inn å teste en boresikringsventil. 3 timer er nødvendig for å sette sammen og legge ned bunnhullssammenstillingene og innkjøringsverktøyene. Deretter, i en sekvens på 39 timer, se staven 234, og 21 timer, se staven 236, blir brukt for å kjøre inn å sementere foringsrør på 340 mm. 4 og trekvart time blir brukt for å sette sammen og legge ned bunnhullssammenstillingene og innføringsverktøyene, se staven 238, og 10<1>/2 time blir brukt for å teste boresikringsventil, se staven 240. Deretter blir 81 Vi time, se staven 242, benyttet til å bore 311 mm borestreng og 22 timer blir brukt til å kjøre inn å sementere 245 mm foringsrør, se staven 244. 2 og trekvart time blir så nødvendig for å sette sammen og legg ned bunnhullssammenstillingene og innkjøringsverktøyene, se staven 246, og 14 timer, se staven 248, blir benyttet til å bore et hull på 216 mm. Deretter blir 30>2 time brukt for å gjenvinne boresikringsventil, se staven 250, 17 timer blir brukt for å kjøre opp å gjenvinne brønnhodet, som avbildet av tidsstaven 252, og til slutt legges borerøret ned som krever 8 timer, se tidsstaven 254.

I motsetning til alminnelig borerekkefølge, er en identisk boreoperasjon avbildet i

et tidsskjema i figur 23b i samsvar med den foreliggende oppfinnelse, hvor en hoved- og hjelpe-rørvarestasjon samtidig blir benyttet i en foretrukket utførelse i den foreliggende oppfinnelse, for dramatisk å minske den totale boretid å således øke effektiviteten av boreoperasjonen. Nærmere bestemt vil det sees at hovedbore-operasjonen kan utføres gjennom en første rørfremførende stasjon og den kritiske bane for boresekvensen er avbildet med heltrukne tidsstaver mens hjelpeaktivite-ten gjennom en andre rør-fremførende stasjon er vist med skråskraverte tidsstaver.

Først blir 8V2 time benyttet med hovedrotasjonsstasjonen for å rigge opp en bunn-hullssammenstilling og hente opp rør, merk tidsstaven 260. Deretter blir boresikringsventilen slisket til posisjon og testet mens det benyttes 12 timer, som vist med tidsstaven 262. 42 timer er deretter nødvendig for å kjøre inn boresikringsventilen til sjøbunnen som vist med tidsstaven 264 og 15 timer, som vist med tidsstaven 266 blir brukt for å nedsette og teste boresikringsventilen. Deretter blir et hull på 445 mm boret med den primære rotasjonsstasjon og rotasjonsbor 160 i 39 timer som avbildet med tidsstaven 268. Deretter blir boringsrør på 340 mm kjørt inn og sementert på plass ved å benytte 14 timer som avbildet med tidsstaven 270.

Den neste operasjon krever IOV2 time for å teste boresikringsventilen som vist med tidsstaven 272. 81V2 time blir brukt med den primære rotasjonsstasjon og rotasjonsbord 160 for å bore hullet på 311 mm som avbildet med tidsstaven 274. Tidsstaven 276 viser 16 timer for å kjøre inn å sementere foringsrør på 245 mm. Et borehull på 216 mm forbruker så 14 timer som avbildet med tidsstaven 278 og til slutt benytter hovedriggen 30<1>/4 time som avbildet med tidsstaven 280 for å gjenvinne boresikringsventilen.

Under denne samme tidssekvens blir den andre den hjelpende rørfremførende stasjon 162 brukt for å spylebore foringsrøret på 762 mm i 21V2 time som vist med den skraverte tidsstav 282. Deretter blir foringsrøret på 508 mm boret og innkjørt under en periode på 4414 time som vist med tidsstaven 284. Hjelperiggen blir så brukt i 4 timer for å sette sammen og legge ned bunnhullssammenstillingene og innføringsverktøyene i 4 timer som vist med tidsstaven 286. 8!4 time blir brukt for å sette tilbake rørene på 340 mm som vist med tidsstaven 288. Tidsstaven 290 illustrerer bruken av 4 og en kvart time for å sette sammen og legge ned bunnhullssammenstillingene og innføringsverktøyene og deretter er 10 timer påkrevet, som vist med tidsstaven 292, for å sette tilbake rørene på 245 mm. 4 timer er deretter nødvendig som vist med tidsstaven 300 for å sette sammen og legge ned bunnhullssammenstillingene og innføringsverktøyene og deretter blir 9V£ time brukt for å sette sammen og innkjøre en foringsrørkutter som avbildet med tidsstaven 302. Brønnhodet blir deretter gjenvunnet på 6V2 time som vist med tidsstaven 304 og til slutt blir 8 timer brukt som avbildet med tidsrammen 206 for å legge ned bore-strengen.

Ved å sammenligne de identiske hendelsessekvenser fra en konvensjonell boreoperasjon og den foreliggende fleraktivitets-boremetode og anordning, vil det forstås at den kritiske bane har blitt betraktelig redusert. I dette spesielle eksempel for leteborings-aktivitet omfatter tidsbesparelsen en 29 % reduksjon i tid for en boreoperasjon. I andre tilfeller og avhengig av vanndybden kunne denne tidssekvens være lengre eller kortere, men det vil forstås av fagmannen at etter hvert som vanndybden øker, vil fordelene med en fleraktivitets-boremetode i samsvar med den foreliggende oppfinnelse øke.

Eksemplene ovenfor er illustrert med hensyn til et leteboringsprogram.

Etter å ha lest og forstått den foranstående beskrivelse av foretrukne utførelser av oppfinnelsen, sammen med de viste tegninger, forstås det at flere distinkte fordeler med den foreliggende fleraktivitets-boremetode oppnås.

Uten å forsøke å fremsette alle de ønskelige trekk og fordeler med den foreliggende fremgangsmåte, er i det minste noen av hovedfordelene med oppfinnelsen vist ved den sammenligning mellom figur 23a og figur 23b, som visuelt illustrerer den dramatiske forbedring i effektivitet som den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer. Den forbedrede boretid, og således kostnadsbesparelser, er tilveiebragt med det fleraktivitets-boretårn som har stort sett identiske rørfremførende stasjoner der den primære boreaktivitet kan bli utført inne i boretårnet og hjelpeaktivitet samtidig ut-ført fra samme tårn og gjennom samme dekksåpning.

Tårnet innbefatter to rotasjonsstasjoner, og en foretrukket utførelse toppdrevene

boreinnretninger og et dobbelt rørhåndteringssystem. Et antall røroppstillingsplas-ser er plassert inntil de to rotasjonsstasjoner og første og andre rørhåndteringsen-heter overfører stigerørsegmenter, foringsrør og borerørsenheter mellom den førs-te og andre rørfremførende stasjon og hvilke som helst av røroppstillingsplassene. Det doble boretårnsheisverket blir uavhengig styrt av stort sett identiske boreope-ratørkonsoller som er montert på boregulvet i tårnet slik at uavhengig operasjoner kan bli utført samtidig med en hoved-rotasjonsborestasjon gjennom dekksåpningen mens hjelpeoperasjoner samtidig kan utføres ved hjelp av en andre rotasjonsstasjon og dekksåpningen.

Flerstasjons-boretårnene muliggjør at en boreoperatør kan fjerne mange rota-sjons-operasjoner ut av den kritiske bane slik som boresikringsventil og stigerørs-innkjøring mens boring av et øvre hull foregår selv; sette sammen bunnhullssammenstillingene eller innføringsverktøy med en hjelpende rotasjonsenhet mens det bores med en primær rotasjonsstasjon; sette sammen og oppstille foringsrør med hjelperotasjonstasjonen mens det bores med den primære rotasjonsenhet; testkjø-ring; måling mens det bores mens man utfører primær boreaktivitet; og anbringe en andre høytrykks-stabel/stigerør utenfor den primære riggtid. Videre tillater flerstasjons-boretårnet at en operatør kan rigge opp og kjøre trær med hjelpe-rotasjonen mens det utføres normale operasjoner med en primær rotasjonsstasjon; kjøre inn et undervanns ventiltre til bunnen med den hjelpende rotasjonsstasjon mens det kompletteres stigerørsoperasjoner og samtidig kjøre inn to under-vannstrær, baser, etc.

Ved beskrivelse av oppfinnelsen har henvisning blitt gjort til foretrukne utførelser av oppfinnelsen, sammen med illustrerte fordeler. Særlig har et stort boreskip 30 av tankertypen blitt spesielt illustrert.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for utførelse av boreoperasjoner til havs med en boresammenstilling som er opererbar for å kunne bæres fra en posisjon over overflaten på en mengde vann (194) og med anordninger (160,162) for fremføring av rørformede elementer ned i nevnte vann og til bunnen (196) under vannet, karakterisert ved følgende trinn: a) fremføring av rørformede elementer ved hjelp av en første rørfremføringsa-nordningen (160) fra et stående overbygg inn i bunnen (196) under vannet fora utføre primær-boreoperasjoner for en enkelt brønn, b) fremføring av rørformede elementer ved hjelp av den andre rørfremføring-sanordningen (162) fra det stående overbygg til bunnen (196) under vannet for å utføre en hjelpeaktivitet for nevnte primær-boreoperasjoner for nevnte enkelte brønn, c) fremføring av rørformede elementer av den andre rørfremføringsanord-ningen (162) inn i bunnen (196) under vannet for nevnte enkelte brønn, og d) overføring av rørformede elementer mellom rørfremføringsanordningene (160,162), hvorved primær-boreoperasjoner utføres i det minste delvis ved å fremføre rørfor-mede elementer fra den første rørfremføringsanordningen (160) i trinn a) og hjelpeaktivitet for boringen utføres samtidig for nevnte brønn ved å fremføre rørforme-de elementer til bunnen (196) under vannet fra den andre rørfremføringsanord-ningen (162) i trinn b).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at trinnet for å fremføre de rørformede elementene fra den første fremføringsanordningen (160) innbefatter rotasjonen av de rørformede elementene med en første toppmontert rotasjonsenhet (182) (top drive) båret av et stående overbygg.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte trinn for å fremføre de rørformede elementene fra den andre fremføringsanordningen (162) innbefatter rotasjonen av de rørformede elementene med en andre toppdrevet rotasjonsenhet (183) (top drive) båret av et stående overbygg.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at primær-boreoperasjoner og hjelpeaktivitet for primær-boreoperasjoner kan utføres skifte-vis fra den første eller andre fremføringsanordningen (160,162).

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte trinn for å fremføre rørformede elementer fra de første og andre rørfremføringsanord-ningene (160,162) innbefatter å rotere rørformede elementer ved nevnte første rør-fremføringsanordning (160) med et rotasjonsbord (161), og rotere rørformede elementer ved nevnte andre rørfremføringsanordning (162) med et andre rotasjonsbord (163).

6. Fremgangsmåte for utførelse av boreoperasjoner til havs ned i bunnen (196) under en mengde vann, for en enkelt brønn, fra et boredekk (190) som er opererbart for å kunne posisjoneres over overflaten på nevnte vannmengde, der nevnte fremgangsmåte utføres, i det minste delvis, fra første og andre anordninger (160, 162) for fremføring av rørformede elementer, der begge fremføringsanord-ningene (160,162) er anbragt inne i et overbygg, der nevnte fremgangsmåte er k arakterisert ved følgende trinn: a) bore minst en del av et brønnhull ned i grunnen (196) under vannmengden fra en av anordningene (160,162) for fremføring av rørformede elementer; b) kjøre minst ett foringsrør fra den nevnte ene av fremføringsanordningene (160,162) inn i minst en del av brønnhullet; og c) samtidig, i løpet av minst en del av den tiden som benyttes for å utføre trinnene a) og b), kjøre en boresikringsventil (200) og stigerør ned i vannet fra den andre av fremføringsanordningene (160,162) til en posisjon i nærheten av minst en del av borehullet i sjøbunnen (196); der handlingene i trinn c) utføres uavhengig av og i løpet av minst en del av den samme tidsperioden som handlingene i trinnene a) og b), for å redusere den sam-lede tiden som er nødvendig for å utføre trinnene a) til c) for å utføre boreoperasjonene til havs, d) nedsette boresikringsventilen (200) og stigerøret på et brønnhode som er festet til brønnhullet fra den andre av nevnte første og andre fremføringsa-nordninger, og e) fremføre rørformede elementer gjennom stigerøret og boresikringsventilen (200) fra den andre fremføringsanordningen (160,162).

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at trinnene b) og c) utføres hovedsakelig samtidig.