NO322116B1 - Anordning for a bygge opp og ned rorseksjoner - Google Patents

Abstract

System for håndtering av rør mellom et rørlager (16) og et tårn (1), hvilket tårn(l) er plassert på et boredekk (2), i forbindelse med utvinning av petroleumsprodukter. Systemet omfatter innretninger (17, 9,25) for å bringe rørlengder (29) mellom lageret (16) og tårnet (1). Det omfatter også en enhet (25) ved boredekket (2) for midlertidig lagring av minst to rørlengder (29) i respektive mottakskammer (26, 28). Mottakskammeme (26, 28) er bevegbare til og fra minst en mottaks- og/eller avleveringsposisjon, i hvilken posisjon en rørhånderingsenhet er innrettet til å avlevere en rørlengde til et mottakskammer (26-28) og/eller å hente ut en rørlengde fra et mottakskammer (26-28). Fortrinnsvis er enheten (25) roterbar og plassert under en åpning (38) i boredekket (2).

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for midlertidig lagring av rør eller rørseksjoner, for eksempel i forbindelse med oppbygging eller nedbygging av rørseksjoner i forbindelse med utvinning av petroleumsprodukter.

Med rørseksjoner (eng.: pipestands) menes her rørlengder som er satt sammen av to eller flere enkeltrør. Med begrepet rørlengde i det etterfølgende menes både enkeltrør og rørseksjoner.

Ved utvinning av petroleumsprodukter benyttes et boretårn, som er en del av en rigg. Riggen kan enten være plassert på land eller i vann. I vann kan riggen være en fast konstruksjon som står på havbunnen eller være en flytende konstruksjon, som enten er forankret i havbunnen eller dynamisk posisjonert.

Boretårnet har til hovedoppgave å tjene til avhenging av heiseutstyr som senker borestreng, stigerør, foringsrør og andre sammenhengende rørstrenger ned til eller i en brønn, samt å løfte rørstrengen opp fra brønnen.

En tidskritisk faktor ved utførelse av boreoperasjoner og annet som involverer nedsenking og gjenopphenting av en lang rørstreng (kalt tripping på fagspråket) er transport til og fra boretårnet. Det har derfor vært et stert ønske å lagre rør seksjonene (en rørseksjon består av 2, 3 eller 4 borerør) så nær tårnet som mulig. Imidlertid er plassen her svært begrenset, da også annet nødvendig utstyr må befinne seg her. Et annet argument for å flytte rørseksj onene bort fra selve boredekket er for å plassere dem på et lavere nivå for å senke tyngdepunktet. Disse lagrene nær boretårnet kan derfor romme kun en begrenset mengde.

Det har vært gjort mye arbeid i å utvikle utstyr som kan transportere rørseksjoner hurtig til boretårnet, i en del tilfeller direkte til boresenter (linjen som rørstrengen følger gjennom tårnet). Like viktig er det å raskt fjerne rør som er koblet fra rørstrengen.

Det har også vært lagt stor vekt på sikkerhetsaspektet ved utvikling av denne typen utstyr for håndtering av rør. Det er derfor utviklet stadig mer automatisert utstyr som krever et minimum av mannskap på boredekket.

Et element som er utviklet for å effektivisere rørhåndteringen er bruk av et såkalt musehull (eng.: mousehole). Dette er et hull i boredekket som er innrettet til å motta rør for mellomlagring. Derved kan man enten hente inn en rør seksjon som står klar til å transporteres videre til boresenter så snart det er behov.

Å bygge opp stand gjøres ved å plassere først ett rør i musehullet og deretter skru et nytt rør fast i toppen av det første. Eventuelt etterfulgt av ytterligere rør som skrus fast i bunnen av de to foregående som må løftes opp før denne sammen koplingen.

En kan også midlertidig plassere rørseksjoner som tas ut av boresenter i påvente av videre transport til rørlager eller ved at rørseksjonen nedbygges i musehullet og enkeltrørene transporteres hver for seg til piperack (rørlager).

Det er også mulig å bygge/brekke ned rørseksjoner i boresenteret, men dette forsinker trippingen vesentlig.

NO 313970 beskriver en anordning der rørseksjoner kan bygges opp og ned i et sett av vogner som kan kjøre i boretårnet ved siden av boreaksen. Her vil man imidlertid få et ytterligere område med hengende last, noe som er sterkt uønsket av sikkerhetshensyn. Dessuten vil det ikke kunne utføres annen transport av rør eller utstyr til og fra boresenter når vognene benyttes til opp- eller nedbygging av rørseksjoner, da vognene utgjør en del av transportsystemet mellom tårnet og rørlageret.

US 5931238 beskriver en borerigg som omfatter en karusell for enkeltrør. Denne karusellen fungerer som et magasin for enkeltrør, men er ikke i stand til å bidra til opp-eller nedbygging av rørseksjoner.

US 6513605 beskriver en anordning hvor flere enkeltrør anordnes etter hverandre i et magasin og mates derfra til en sammenkoblingsanordning som er anordnet over et musehull. Det benyttes en kran og en kranvire for å flytte rørene fra magasinet til sammenkoblingsanordningen. Dette medfører hengende last og er uønsket av sikkerhetsgrunner.

Til tross for stor satsing på utvikling av rørhåndteringsutstyr er fremdeles rørhåndteringen til og fra tårnet en flaskehals. Det er derfor behov for mer effektivt utstyr som også ivaretar eller bedrer sikkerheten på boredekket.

Den foreliggende oppfinnelse tar derfor sikte på å tilveiebringe anordning som ytterligere reduserer tidspillet ved håndteringen av rør og rørseksjoner til og fra tårnet. Dette oppnås ved de trekk som er angitt i den kjennetegnende delen av det etterfølgende krav 1.

Anordningen er fortrinnsvis innbefattet i et system der det ifølge en foretrukket utførelsesform omfatter en rørbro og en V-dørløfter, der V-dørløfteren er innrettet til å bringe rør mellom rørbroen og anordningen. Derved kan tradisjonelt transportutstyr benyttes uten at det er behov for vesentlige modifiseringer av dette.

I en ytterligere foretrukket utførelsesform er anordningen for lagring av rørlengder anordnet under boredekket og mottaks- og/eller avleveringsposisjonen sammenfallende med en åpning i boredekket. Enheten kan derved i prinsippet benyttes som et tradisjonelt musehull.

Fortrinnsvis omfatter anordningen en heis som er innrettet til å samvirke med mottakskammerne for å bevege en rørlengde lengdeveis i mottakskammerne. Rørlengder kan derved senkes ned til et nivå under boredekket og også stilles klare for videre transport ved hjelp av tradisjonelle rørhåndteringsinnretninger.

Heisen er fortrinnsvis plassert i tilknytning til mottaks- og/eller avleveringsposisjonen og mottakskammerne er bevegbare til inngrep med heisen. Derved kan én heis betjene flere mottakskammere.

Alternativt er hvert mottakskammer tilknyttet en respektiv heis og heisen er bevegbar sammen med det tilknyttede mottakskammeret. Derved unngår man å måtte innstille mottakskammeret nøyaktig i forhold til heisen hver gang mottakskammeret skal beveges til mottaks- eller avleveringsposisjonen.

Heisen omfatter en hydraulisk sylinder, eller alternativt et system omfattende kjede, tannhjul og motor, og en bevegbar skulder. Disse løsningene tilveiebringer pålitelige og enkle innretninger for å forskyve rørene lengdeveis i mottakskammerne.

Fortrinnsvis er hvert mottakskammer er utstyrt med en demper av et mykt materiale, som et rør i mottakskammeret er innrettet til å lande på. Derved unngår man å skade rørenes ender når et rør senkes ned i et mottakskammer.

Mottakskammerne er fortrinnsvis anordnet på en roterbar enhet, som tilveiebringer en kompakt, enkel og pålitelig enhet. Alternativt kan mottakskammerne anordnes på en endeløs bane eller i en rekke som kan beveges frem og tilbake.

Mottakskammerne er fortrinnsvis innrettet til å samvirke med transportinnretninger for rørseksjoner, og transportinnretninger for enkeltrør, for transport inn og ut av mottakskammerne. Derved kan enheten benyttes både for oppbygging av rørseksjoner og for midlertidig lagring av rørseksjoner som skal bringes inn i eller ut av boresenter.

Anordningen kan også omfatte en integrert rørtang, som er anordnet over mottakskammerne, hvilken rørtang er innrettet til å skru et første rør sammen med eller fra et. andre rør som befinner seg i et mottakskammer.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere under henvisning til de medfølgende tegninger, der: Figur la - c viser et oppriss av et rørhåndteringssystem ifølge den foreliggende oppfinnelse i en sekvens, Figur 2 viser et lengdesnitt gjennom en opp- og nedbyggingsenhet ifølge den foreliggende oppfinnelse,

Figur 3 viser et grunnriss av opp- og nedbyggingsenheten ifølge figur 2 og

Figur 4 viser et tverrsnitt gjennom opp- og nedbyggingsenhet ifølge figur 2.

I figur la - c er det illustrert en del av et boretårn 1. Boretårnet står på et boredekk 2.1 boretårnet 1 henger det en blokk (ikke vist), som er en del av et heisespill (ikke vist). Blokken er innrettet til å bevege seg vertikalt langs en boreakse 4, som strekker seg gjennom tårnet 1.1 blokken 3 henger det en toppdrive (ikke vist). I toppdriven kan det henge det en borestreng, som går langs boreaksen 4 gjennom rotasjonsbordet 6 og videre ned på havbunnen.

Figur 1 illustrerer også et kontrollrom 8, hvorfra boreoperasjonen og håndteringen av rør styres.

På boredekket befinner det seg en V-dørløfter 9. V-dørløfteren er opphengt over den såkalte V-døren 10 inn i boretårnet 1. V-dørløfteren 9 omfatter en arm 11, som ved sin indre ende er svingbart forbundet med en vogn 15 om en horisontalakse 12. Vognen 15 kan beveges vertikalt i tårnet 1. Armen 11 er teleskopisk. Ved armens 11 ytre ende er det anordnet en griper 13. Griperen 13 kan svinges om en horisontalakse 14 ved armens II ytre ende. V-dørløfterens 9 arm 11 er derved i stand til å gripe et rør 29 og bringe dette til vertikal stilling inne i tårnet.

For å transportere rør 29 mellom et ikke vist rørlager (piperack) er det plassert en rørbro (catwalk) 16 ved V-døren. Denne transporterer rør 29 lengdeveis frem til en posisjon hvor det kan gripes av V-dørløfteren 9. V-dørløfteren 9 og rørbroen 16 er velkjent teknologi for en fagmann på området og egner seg godt til håndtering av enkeltrør.

For håndtering av rørseksjoner kan man benytte en roterbar søyle med en nedre utstrekkbar støttearm og øvre utstrekkbar løftearm, som ved sine ytre ender er utstyrt med henholdsvis en griper og en støtte, som er innrettet til å gripe og støtte rørseksjoner. Transporteren er derved i stand til å gripe en rørseksjon for å flytte den mellom boreaksen 4 og ulike posisjoner på eller ved boredekket 2.

I boredekket 2 er det anordnet en opp- og nedbyggingsenhet 25 for rørseksjoner. Enheten 25 kan også fungere som mellomlagerenhet for to eller flere rør, eller en rørseksjon.

Enheten 25 fungerer som en flerhulls musehullenhet, idet den kan lagre rør i nedsenket posisjon i boredekket.

Enheten 25 skal nå forklares nærmere under henvisning til figurene 2-4.

Figur 2 viser enheten 25 i lengdesnitt. Lengdesnittet går langs linjen A-A i figurene 3 og 4. Figur 2 viser to av tre mottakssylindere 26 og 27 som fungerer som mottakskammer for rør. Den tredje mottakssylinderen 28 er vist i figur 3. Mottakssylinderne 26 - 28 er fortrinnsvis sirkulærsylindriske og har en diameter som er større enn største diameter på et borerør 29, casing, drillcollar etc. Sylinderne 26 - 28 er anordnet roterbare som en enhet i en fundamentsammenstilling 30. Fundamentsammenstillingen 30 er festet til undersiden av boredekket 2. Fundamentsammenstillingen 30 er utstyrt med en dreieskive 33, som sylinderne 26 - 28 er festet til. For rotasjon av sylinderne 26 - 28 er det anordnet en hydraulisk motor og tannkransdrift (ikke vist). Sylinderne 26 - 28 skal være lange nok til å romme ett borerør, casing, drillcollar etc. helt under boredekket 2. Det vil ofte ikke være tilstrekkelig plass under boredekket til vesentlig lengre lengder enn enkeltrør.

Ned/oppbyggingsenheten for rørseksjoner er utstyrt med en "heis" 34 og drives et drivverk 35, som omfatter en hydraulisk motor og et endeløst kjede som strekker seg mellom to tannhjul. "Heisen" 34 har en øvre anleggsflate 36, som i sin nederste posisjon befinner seg under bunnen av sylinderen 26 - 28. Anleggsflaten 36 løfter i en demper 37, som i sin nederste posisjon stopper nederst i sylinderen 26 - 28. Demperen 37 er laget av et mykt materiale og er innrettet til å hindre at rørene 29 skades når disse plasseres i sylinderne 26 - 28. Demperen 37 kan eventuelt være utstyrt med en sentreringsutforming (kon), som sørger for at rørene 29 plasseres midt i sylinderne 26 - 28. "Heisen" 34 og det tilhørende drivverket 35 står fast montert i forhold til fundamentsammenstillingen 30 på en brakett 31, slik at den vil befinne seg i posisjon for å løfte demperen 37 i den sylinderen 26 - 28 som til enhver tid befinner seg i posisjon parallelt med heisen 34. Alternativt kan det også anordnes én "heis" 34 for hver sylinder 26 - 28, som festes roterbart sammen med sylinderne 26 - 28.1 så tilfelle må det anordnes sikringsmidler som forhindrer heisen i å bevege seg med mindre den tilknyttede sylinderen befinner seg i riktig posisjon i forhold til en åpning 38 (se figur 3) i boredekket 2.

I stedet for kjede og tannhjul som vist i figur 2, kan det benyttes en hydraulisk sylinder for å løfte heisen 34.

I figur 2 er "heisen" 34 vist i to posisjoner: en løftet posisjon betegnet ved 34 og en helt nedre posisjon betegnet ved 34'. Figur 3 viser et planriss, sett ovenfra mot boredekket 2. Her ses en åpning 38 i boredekket 2. Åpningen 38 fører her ned i sylinderen 27. Sylinderne 26 og 28, samt dreieskiven 33 er antydet stiplet. Figur 4 viser et snitt langs linjen B - B i figur 2. Her ses hver av sylinderne 26 - 28. Videre ses et snitt gjennom heisens 34 drivverk 35.1 hver av sylindernes 26 - 28 vegg er det utformet en slisse 39,40,41, som gjør det mulig for heisen 34 å bevege seg oppover i sylinderen. I hver sylinder er det anordnet glideføringer 42, som er innrettet til å støtte rørene sideveis og sørge for at rørene løftes i rett linje av heisen 34. To av føringene 44 er sideveis justerbare, slik at ulike rørdimensjoner kan opptas. I figur 4 er det vist rør 43 av forholdsvis stor diameter.

Over enheten 25 på boredekket eller som vist inkludert i rundamentsammenstillingen er det anordnet rørtang (eller såkalt "roughneck") 17 som er innrettet til å skru sammen og fra hverandre rør.

Rørhåndteringssystemets funksjon skal nå forklares nærmere.

Rør 29 mates ut på rørbroen 16 av ikke vist utstyr. Når røret 29 når enden av rørbroen 16 gripes det av V-dørløfteren 9, som vist i figur la. V-dørløfteren 9 løfter røret opp fra rørbroen 16 og svinger dette inn i tårnet 1 gjennom V-døren 10. Røret 29 svinges opp til vertikal stilling, som vist i figur lc. Røret 29 befinner seg nå rett over åpningen 38 i boredekket 2. Røret 29 føres så ned i sylinderen 27, som befinner seg under åpningen 28. Når røret 29 er senket helt ned i sylinderen 27 (eventuelt ved hjelp av heisen 34) roteres enheten 25 slik at for eksempel sylinderen 26 befinner seg under åpningen 38. Denne er nå klar til å ta imot et andre rør fra V-dørløfteren 9. Deretter roteres enheten 25 slik at den siste sylinderen 28 befinner seg under åpningen 38 og et tredje rør 29 føres ned i dette.

Det neste borerøret som mottas av V-dørløfteren 9 skrus deretter fast til den øvre enden av det tredje røret som befinner seg i sylinderen 28 under hullet 38. Til denne fastskruingen benyttes rørtangen 17. Deretter løftes de sammenkoblede rørene opp ved hjelp av V-dørløfteren 9, slik at enheten 25 kan roteres og et nytt rør, som befinner seg i sylinderen 26 kommer i posisjon under hullet 38. Denne syklusen gjentas for det siste av rørene som befinner seg i sylinderen 27, og de sammenkoblede rørene skrus så fast til toppen av det røret som befinner seg i sylinderen 27. En rørseksjon bestående av fire borerør er nå bygget opp.

Er det ønskelig å bygge opp kortere rørseksjoner vil man kun behøve å benytte to av sylinderne 26 - 28. Enheten 25 kan enten roteres hele omdreininger eller over en sektor på 120°.

Enheten 25 kan være utstyrt med to, tre eller flere sylindere. Jo flere sylindere jo lenger rørseksjoner er det mulig å bygge. For å kunne bygge rørseksjoner må det finnes transport-/løftesystem som kan frakte borerør fra/til rørbroen 16 og enhetens 25 posisjon 38, og i tillegg kunne løfte ut og inn av åpningen 38. Det må også være mulig å transportere rørseksjoner til/fra et røroppstillingsområde og senter av boredekk. Til dette kan det eventuelt benyttes andre typer utstyr enn de ovenfor beskrevne.

En alternativ utførelse, som kan være spesielt aktuell dersom enheten 25 inneholder et stort antall sylindere, er å ha to åpninger i boredekket, der den ene defineres som avleveringsposisjon og den andre som henteposisjon.

Ved flere sylindere kan disse anordnes slik at de kan forflyttes langs en endeløs bane, som for eksempel kan tilveiebringes ved å montere sylinderne på et kjede. Sylinderne kan også være anordnet i en rekke som kan bevege seg lineært frem og tilbake.

Enheten 25 er spesielt tilpasset for montering ved boredekket. Imidlertid er det også tenkelig å benytte en slik enhet annet sted hvor det er hensiktsmessig å bygge opp eller ned rørseksjoner.

Enheten 25 kan også fungere som mellomlager for en rørseksjon som skal transporteres til og fra boresenter. Dersom rørseksjonen rager opp gjennom boredekket vil imidlertid ikke enheten 25 kunne roteres.

Claims (13)

1. Anordning for midlertidig lagring av rør eller rørseksjoner, for eksempel i forbindelse med oppbygging eller nedbygging av rørseksjoner i forbindelse med utvinning av petroleumsprodukter, karakterisert ved at den omfatter minst to mottakskammere (26-28), hvilke mottakskammer (26-28) er bevegbare til og fra minst én mottaks- og/eller avleveringsposisjon.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter en heis (34) som er innrettet til å samvirke med mottakskammerne (26-28) for å bevege en rørlengde (29) lengdeveis i mottakskammerne (26-28).

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at heisen (34) er plassert i tilknytning til mottaks- og/eller avleveringsposisjonen og at mottakskammerne (26-28) er bevegbare til inngrep med heisen (34).

4. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at hvert mottakskammer (26-28) er tilknyttet en respektiv heis (34) og at heisen er bevegbar sammen med det tilknyttede mottakskammeret (26-28).

5. Anordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at heisen (34) omfatter en hydraulisk sylinder, eller et system (35) omfattende kjede, tannhjul og motor, og en bevegbar skulder (36).

6. Anordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at hvert mottakskammer er utstyrt med en demper (37) av et mykt materiale, som et rør i mottakskammeret (26-28) er innrettet til å lande på.

7. Anordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at mottakskammerne (26-28) er anordnet på en roterbar enhet (25).

8. Anordning ifølge ett av kravene 1-6, karakterisert ved at mottakskammerne er tiknyttet et endeløst banelegeme, for eksempel et kjede eller er anordnet bevegelige frem og tilbake i en rekke.

9. Anordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter en integrert rørtang (17), anordnet over mottakskammerne (26,28), hvilken rørtang (17) er innrettet til å skru et første rør sammen med eller fra et andre rør som befinner seg i et mottakskammer.

10. Anordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at mottakskammerne (26-28) er innrettet til å samvirke med transportinnretninger for rørseksjoner, og ttansportinnretninger for enkeltrør, for transport inn og ut av mottakskammerne (26-28).

11. Anordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at den er innbefattet i et rørhåndteringssystem for transport av rør mellom et rørlager (16) og et tårn (1) som er plassert på et boredekk (2), der systemet omfatter transportinnretninger (17, 9,25) for å bringe rørlengder (29) mellom lageret (16) og tårnet (1), idet anordningen inngår i systemet som en enhet (25) ved boredekket (2) for midlertidig lagring av minst to rørlengder (29) i respektive mottakskammer (26,28), hvilke mottakskammer (26,28) er bevegbare til og fra minst én mottaks- og/eller avleveringsposisjon, i hvilken posisjon en transportinnretning er innrettet til å avlevere en rørlengde til et mottakskammer (26-28) og/eller å hente ut en rørlengde fra et mottakskammer (26-28).

12. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at transportinnretningene omfatter en rørbro (16) og en V-dørløfter (9), idet V-dørløfteren (9) er innrettet til å bringe rør mellom rørbroen (16) og enheten (25).

13. Anordning ifølge krav 11 eller 12, karakterisert ved at enheten (25) for lagring av rørlengder (29) er anordnet under boredekket (2) og at mottaks- og/eller avleveringsposisjonen sammenfaller med en åpning (38) i boredekket (2).