NO339379B1 - Fremgangsmåte for boring og komplettering av en havbunnsbrønn, samt havbunnsbrønnsammenstilling - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for boring og komplettering av en havbunnsbrønn og en havbunnsbrønnsammenstilling, slik det framgår av den innledende del av henholdsvis patentkrav 1 og 7.

Bakgrunn

Brønner for havbunnsfeltutbygging blir ofte boret i et mønster med avstand mellom brønnene. Noen brønner, spesielt de på dypt vann har produksjonsventiltrær som er tilkoblet strømningsledninger eller forbindelsesrør som strekker seg langs sjøbunnen. Strømningsledningene fører til manifolder og/eller andre havbunnsproduksjonsventiltrær. Strømningsledningstilkoblingen for hvert ventiltre er ofte horisontalt konfigurert, og vendt bort fra én side av ventiltreet.

Når feltet bygges ut, orienterer operatøren ventiltrærne slik at de er innrettet med strømningsledningstilkoblingene. Operatøren vil typisk måle de forskjellige presise avstandene fra tilkobling til tilkobling, og forhåndstilvirke forbindelsesrørene. Noen ganger endrer planene seg etter at noen av brønnene har blitt boret. De relative retningene mellom brønnene som skal bores kan avvike fra de som opprinnelig var planlagt. En endring av planene kan nødvendiggjøre endrete strømningsrør for tilpassing til den endrete plasseringen av manifolder.

En typisk havbunnsbrønnsammenstilling har et høytrykksbrønnhodehus som blir opplagret i et lavtrykksbrønnhodehus, og som er festet til foringsrør som strekker seg inn i brønnen. Én eller flere foringsrørhengere er anbrakt i høytrykksbrønnhodehuset, hvorved hver foringsrørhenger er anbrakt ved den øvre enden til en streng av foringsrør som strekker seg inn i brønnen. En streng av produksjonsrør strekker seg gjennom foringsrøret for føring av produksjonsslam. Et ventiltre eller produksjonsventiltre er montert til den øvre enden av brønnhodehuset for styring av brønnfluidet.

En type ventiltre, som noen ganger blir kalt "konvensjonellt" eller "vertikalt", har to boringer gjennom seg, av hvilke én er produksjonsboringen og den andre er tilgangsboringen for produksjonsrørringrommet. Ved denne typen brønnhodesammenstillinger, blir produksjonsrørhengeren anbrakt i høytrykksbrønnhodehuset. Produksjonsrørhengeren har to passasjer gjennom seg, hvorav den ene er produksjonspassasjen og den andre er en ringromspassasje som står i forbindelse med produksjonsrørringrommet som omgir produksjonsrøret. Tilgang til produksjonsrørringrommet er nødvendig, både for å overvåke og å ventilere trykk under produksjon, og for å sirkulere fluider ned gjennom produksjonsrøret og opp gjennom produksjonsrørringrommet, eller omvendt, enten for å drepe brønnen eller å sirkulere ut tunge fluider under komplettering. Ventiltreet har isolasjonsrør som stikker inn i inngrep med passasjene i produksjonsrørhengeren når ventiltreet blir anbrakt på brønnhodehuset.

Produksjonsrørhengeren for et konvensjonelt ventiltre må være orientert i ønsket retning før treet settes. Ved denne typen brønnhodesammenstilling er lavtrykks- og høytrykksbrønnhodene ikke orienterte. Orienteringen blir i stedet håndtert ved å sette BOP-sammenstillingen (blowout preventer - utblåsningssikring) på føringsliner som orienterer BOP-en til en styrebasis som støtter lavtrykksbrønnhodehuset. Strømningsledningstilkoblingen er anbrakt på styrebasisen og festet i en bestemt retning. BOP-sammenstillingen har en orienteringspinne. Produksjonsrørhengeren har et orienteringselement som griper inn med det interne orienteringselernentet til BOP-en, for å orientere produksjonsrørhengeren. Ventiltreet er også omtrentlig orientert, typisk med føringsliner, for innretting med den tidligere orienterte produksjonsrørhengeren, hvorved det gis én toleransebane fra styrebasisen, via BOP-stakken til produksjonsrørhengeren, og en annen fra styrebasisen til ventiltreet, som må tas i betraktning.

Ved en annen type ventiltre, som noen ganger kalles et "horisontalt" ventiltre, er det kun én enkelt boring i ventiltreet, hvorved dette er produksjonspassasjen. Produksjonsrørhengeren blir anbrakt i ventiltreet i stedet for i høytrykksbrønnhodehuset. Verken høytrykks- eller lavtrykksbrønnhodehuset er orienterte. Ventiltreet blir orientert idet det blir senket ned på høytrykksbrønnhodehuset. Produksjonsrørhengeren har en sideåpning som krever orientering, følgelig kommer den i kontakt med et orienteringselement i ventiltreet, når dette blir installert.

US patentskrift 6,408,949 beskriver en monteringsanordning for montering av et ventiltre på et undersjøisk brønnhode, for bruk under nedføring av treet fra en plattform til en boreinnretning lokalisert på havbunnen. Monteringsanordningen omfatter midler for innretting med samvirkende innretttingsorgan på boreinnretningen og ventiltreet.

Formål

Fleksibilitet i installasjonen av det samlete havbunnssystemet (det vil si ventiltre, strømningsled-ninger og manifolder) erønskelig for orientering av ventiltrær i systemer som har produksjonsrørhengeren anbrakt i høytrykksbrønnhodehuset. For eksempel ville det vært nyttig å kunne endre orienteringen til strømningsledningstilkoblingen etter at brønnen var boret og forsynt med foringsrør, men før setting av produksjonsrørhengeren.

Oppfinnelsen

Disse formålene oppnås med en fremgangsmåte ifølge den karakteriserende del av patentkrav 1 og en havbunnsbrønnsammenstilling ifølge den karakteriserende del av patentkrav 7. Ytterligere fordelaktige trekk framgår av de respektive uselvstendige patentkravene.

Ved denne oppfinnelsen blir brønnen boret og forsynt med foringsrør gjennom et brønnhodehus. En streng av produksjonsrør blir satt gjennom brønnhodet, og produksjonsrørhengeren blir anbrakt i brønnhodehuset med en ønsket rotasjonsorientering. Produksjonsrørhengeren har også et orienteringselement ved en øvre ende. Et produksjonsventiltre med et orienteringselement ved en nedre ende blir anbrakt på brønnhodehuset, og griper således inn med orienteringselernentet til produksjonsrørhengeren, for rotasjon av ventiltreet til en ønsket orientering.

Brønnhodehuset blir fortrinnsvis anbrakt i et oppstøttende brønnhode, hvorved det oppstøttende brønnhodet tidligere er blitt orientert til en ønsket orientering og har et eksternt orienteringselement. Også, fortrinnsvis, før setting av produksjonsrøret, blir en BOP-orienteringsmuffe senket ned på brønnhodehuset, hvilken orienteringsmuffe har et orienteringselement i seg. Produksjonsrørhengeren passerer gjennom BOP-orienteringsmuffen og orienterer seg med orienteringselernentet i BOP-orienteringsmuffen. BOP-orienteringsmuffen blir så fjernet og ventiltreet blir installert på brønnhodehuset.

Kort beskrivelse av figurene

Figurene IA og IB omfatter et vertikalt utsnittsriss av en brønnhodesammenstilling i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen, Figur 2 er et forstørret utsnittsriss av en del av brønnhodesammenstillingen i figurene IA og IB, hvorved snittflata er forskjellig fra figurene IA og IB, Figur 3 er et forstørret utsnittsriss av en del av brønnhodesammenstillingen i figurene IA og IB, Figur 4 er et ytterligere utsnittsriss av en del av brønnhodesammenstillingen i figurene IA og IB, men vist i den samme snittflata som i figur 2 for å illustrere en produksjonsrørringromsventil i en lukket stilling, Figur 5 er et forstørret utsnittsriss av produksjonsrørringromsventilen i figur 4, vist i en åpen stilling og i inngrep med et inngrepselement til produksjonsventiltreet, Figur 6 er et forstørret utsnittsriss av produksjonsrørringromsventilen i figur 4, vist i en lukket stilling idet et produksjonsrørhengersetteverktøy blir koblet til produksjonsrørhengeren, Figur 7 er et utsnittsriss av produksjonsrørringromsventilen vist i figur 6, men vist i en åpen stilling, Figur 8 er et utsnittsriss av brønnhodehuset til brønnhodesammenstillingen i figurene IA og IB etter setting av foringsrør og under mottak av en BOP-orienteringsmuffe, Figur 9 er et skjematisk, horisontalt utsnittsriss av brønnhodehuset i figur 8, hvorved de stiplete linjene viser en strømningsledningstilkoblingsarm som blir rotert, Figur 10 er et perspektivriss av brønnhodesammenstillingen i figurene IA og IB, etter at BOP-orienteringsmuffen i figur 8 har blitt anbrakt, Figur 11 er et skjematisk, vertikalt utsnittsriss av brønnhodesammenstillingen i figurene IA og IB, og viser et ROV-anbrakt pluggverktøy montert til ventiltreet, Figur 12 er et skjematisk sideriss av pluggverktøyet i figur 11, med en pluggsettingsanordning, Figur 13 er et skjematisk utsnittsriss av en plugguttrekkingsanordning for pluggverktøyet i figur 11, vist i en fri stilling med en plugg illustrert med stiplete linjer,

Figur 14 er et mer detaljert utsnittsriss av pluggverktøyet i figur 13, vist i en inngrepsstilling,

Figur 15 er et skjematisk riss av en boreplattform i inngrep med én havbunns brønnhodesammen-sti Iling, mens ei løfteline på plattformen er i inngrep med en annen havbunns brønnhodesammenstilling, Figur 16 er et vertikalt utsnittsriss av en alternativ utførelsesform av delen av ventiltreet i figurene IA og IB som blir koblet til det indre brønnhodehuset, Figur 17 er et perspektivriss av brønnhodesammenstillingen i figurene IA og IB, med et ventiltre installert på denne, Figur 18 er et forstørret perspektivriss av én tilkobling til en strømningsledning, for tilkobling til ventiltreet i figur 1,

Figur 19 er et perspektivriss av strømningsledningen i figur 18,

Figur 20 er et skjematisk riss av strømningsledningen i figur 18, vist idet den senkes ned i sjøen, Figur 21 er et skjematisk riss av strømningsledningen i figur 18, vist idet den stikkes inn i ventiltrestrømningsledningstilkoblingen, Figur 22 er et skjematisk riss av strømningsledningen i figur 18, og viser et fjernstyrt førtøy som tilkobler strømningsledningen, Figur 23 er et skjematisk riss av strømningsledningen i figur 18, og viser ROV-en anbrakt på en havbunnsmanifold og tilkoblet strømningsledningen med ei trekkline, Figur 24 er et skjematisk riss av strømningsledningen i figur 18, og viser trekklina idet den blir trukket inn av ROV-en, hvorved den andre tilkoblingen til strømningsledningen blir trukket til innretting med manifolden, Figur 25 er et skjematisk riss av strømningsledningen i figur 18, og viser den andre tilkoblingen til strømningsledningen idet den blir tilkoblet havbunnsmanifolden, Figur 26 er et skjematisk riss av strømningsledningen i figur 18, og viser det fjernstyrte fartøyet (ROV) idet det kobler koblingene til strømningsledningen og ventiltreet sammen med hverandre, Figur 27 er et skjematisk riss av strømningsledningen i figur 18, og viser den ferdige installasjonen og ROV-en som blir trukket tilbake, og

Figur 28 er et skjematisk riss av en alternativ utførelse av en strømningsledning.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Brønnhodesammenstillingens samlete struktur

Det henvises til figur IB. En nedre del av en brønnhodesammenstilling 11 omfatter et ytre eller lavtrykks brønnhodehus 13 som er anbrakt på sjøbunnen og som er festet til en streng av lederør 15 med stor diameter, som strekker seg inn i brønnen. I denne utførelsen er en første streng av foringsrør 17 suspendert på en nedre ende av det ytre brønnhodehuset 13 ved hjelp av en henger 19. Foringsrøret 17 og hengeren 19 er imidlertid ikke alltid suspendert fra det ytre brønnhodehuset 13 og kan i mange tilfeller utelates.

Et indre eller høytrykks brønnhodehus 21 er anbrakt i og blir oppstøttet i boringen til det ytre brønnhodehuset 13. Det indre brønnhodehuset 21 er anbrakt ved den øvre enden til en streng av foringsrør 23 som strekker seg gjennom foringsrøret 17 til en større dybde. Det indre brønnhodehuset 21 har en boring 25 med i det minste én foringsrørhenger 27 anbrakt deri. Foringsrørhengeren 27 er tettet i boringen 25 og festet til den øvre enden av en streng av foringsrør 29 som strekker seg gjennom foringsrøret 23 til en større dybde. Foringsrørhengeren 27 har en lastskulder 28 anbrakt i sin boring eller hulrom.

I denne utførelsen blir en produksjonsrørhenger 31 anbrakt, festet og tettet i boringen til foringsrørhengeren 27. Det henvises til figur 2. Produksjonsrørhengeren 31 haren nedre ende som er anbrakt på lastskulderen 28. En tetning 30 tetter mellom utsiden av produksjonsrørhengeren 31 og boringen til foringsrørhengeren 27, over lastskulderen 28. En splittlåsering 34 beveger seg fra en tilbaketrukket stilling, radialt utover for å låse produksjonsrørhengeren 31 til en indre profil i foringsrørhengeren 27, eller kan alternativt låse i boringen til høytrykks brønnhodehuset 21, eller en adapterskål anbrakt i høytrykksbrønnhodehuset. Ei hylse 36, når den beveges aksialt nedover, aktiviserer tetningen 30, og presser låseringen 34 mot låsestillingen. Produksjonsrørhengeren 31 har en produksjonspassasje 32 som er koaksial med produksjonsrøret 33.

Det henvises til figur 3. En indre brønnhodehusboring 25 har en nedre del 25a som har en mindre diameter enn en øvre del 25b. Forskjellen i diametere resulterer i en konisk, hovedsakelig oppovervendt overgangsdel eller skulder 25c, anbrakt mellom delene 25a og 25b. Brønnhodehusboringens øvre del 25b har en rillet profil 35 i seg, over produksjonsrørhengeren 31. Profilen 35 er anbrakt en kort avstand under kanten 37, som er den øvre enden til det indre brønnhodehuset 21.

Som vist i figur IA, har et produksjonsventiltre 39 en nedre del som stikker inn i brønnhodehuset 21. Produksjonsventiltreet 39 har en produksjonspassasje 41 som strekker seg gjennom det, og som har en utløpsåpning 41a som strekker seg lateralt utover. Produksjonstreet 39 har et isolasjonsrør 43 som henger nedover fra sin nedre ende, og stikker med tetning inn i produksjonspassasjen 32 til produksjonsrørhengeren 31. Den nedre enden til produksjonsventiltreet 39 strekker seg inn i boringen 25 til det indre brønnhodehuset 21, til boringsovergangsdelen 25c.

Det henvises igjen til figur 3. Ei orienteringshylse 44 er en del av og strekker seg oppover fra produksjonsrørhengeren 31. Orienteringshylsa 44 er ikke-roterbart montert til utsiden av legemet til produksjonsrørhengeren 31. Orienteringshylsa 44 har en helisk kontur på sin øvre kant. Ei samvirkende orienteringshylse 46 med en helisk kontur på sin nedre kant er festet til den nedre enden til produksjonsventiltreet 39. Når ventiltreet 39 blir senket inn i brønnhodehuset 21, går orienteringshylsa 46 i kontakt med den heliske konturen til orienteringshylsa 44, for å rotere produksjonsventiltreet 39, og til sist å orientere dette i denønskete retningen i forhold til produksjonsrørhengeren 31. Opptaksområdet til det heliske grensesnittet påvirker direkte høyden til orienteringsheliksen. For å minimere effekten dette har på systemet, kan ventiltreet være nominelt forhåndsinnrettet via et supplerende mekanisk register, via den strukturelle underramma 133. Dette blir oppnådd på samme måte, representert med en pinne-mot-trakt-anordning, som den beskrevet senere for registrering av korrekt orientering av en BOP-orienteringsmuffe.

Intern tilkobling for ventiltre og brønnhodehus

Ventiltreet 39 omfatter en tilkoblingsanordning for festing til brønnhodehuset 21. Tilkoblingsanordningen omfatter et tilkoblingslegeme 45 som har en nedovervendt skulder 47 som er anbrakt på kanten 37. Tilkoblingslegemet 45 er fast festet til ventiltreet 39. En tetning 49 tetter mellom kanten 37 og skulderen 47. Tilkoblingslegemet 45 strekker seg også nedover inn i brønnhodehuset 21. Et låseelement 51 er anbrakt ved den nedre enden til tilkoblingslegemet 45 for inngrep med profilen 35. Låseelementet 51 kan være av flere typer. I denne utførelsen omfatter låseelementet 51 en ytre splittring som har en profil som er motsatt tilpasset sporet 35. Et flertall klammer 53 som er anbrakt ved den indre diameteren til låseelementet 51 presser låseelementet 51 radialt utover når de blir beveget av ei kamhylse 55. Kamhylsa 55 beveger seg aksialt og er hydraulisk drevet med hydraulisk væske som tilføres et stempel 57, eller av stenger tilkoblet eksternt monterte hydrauliske sylindre.

Tilkoblingsanordningen har en utstrakt del eller en holdedel 59 som strekker seg nedover fra tilkoblingslegemet 45 i denne utførelsen. Den utstrakte delen 59 er anbrakt over og festet til orienteringshylsa 44. En krans 60 er tredd over den ytre diameteren til den utstrakte delen 59, for holding av låseelementet 51 og klammene 53 sammen med tilkoblingslegemet 45. Alternativt kan klammene 53 brukes for inngrep med profilen 35 og låseelementet 51 kan utelates. I såfall kan det være vinduer for klammene i tilkoblingslegemet 45, og den utstrakte delen 59 og kransen 60 ville vært tilvirket integrert med tilkoblingslegemet 45.

Det henvises til figur IA. En styringsfluidpassasje 61 strekker seg gjennom ventiltreet 39 til en utvendig sidedel for tilførsel av styringsfluid. Selv om de ikke er vist, finnes et antall av slike passasjer, og de fører til tilkoblingsrør på den nedre enden av ventiltreet 39. Tilkoblingsrørene stikker inn i tilpassete passasjer på den øvre enden av produksjonsrørhengeren 31. Disse passasjene fører til hydrauliske og/eller elektriske styringsledninger som ikke er vist, men som strekker seg under produksjonsrørhengeren 31 på utsiden av produksjonsrøret 33. Disse styringsledningene fører til brønnhullsutstyr i strengen av produksjonsrør, så som en brønnhullssikkerhetsventil og brønnhulls trykk- og temperaturovervåkningsanordninger.

I det minste én ventil er montert til produksjonsventiltreet 39 for styring av styrefluidstrømning. I den foretrukne utførelsen omfatter ventilene en hovedventil 63 og en kroneventil 65, anbrakt i produksjonspassasjen 41. En sikkerhetsavstengningsventil 67 er montert til åpningen 41a. Den hydrauliske aktuatoren 68 til sikkerhetsavstengningsventilen 67 er vist. Ventilene 63 og 65 kan være enten hydraulisk aktuert eller mekanisk aktuert (typisk av en ROV).

Det henvises igjen til figur IA. Ventiltreet 39 har en stamme 81 på sin øvre ende som rager oppover. Stammen 81 er typisk dimensjonert for å motta en tilkobling for forbindelse med et lettvekts stigerør med liten diameter, så som for visse overhalingsformål. Stammen 81 muliggjør også andre intervensjonsmetoder.

Tilgang til produksjonsrørringrommet

Figur 4 illustrerer en produksjonsrørringromspassasje 83, som ikke er vist i figurene IB eller 3, fordi produksjonsrørringromspassasjen 83 er anbrakt i et annet vertikalt utsnittsplan enn det som er vist i figurene IB og 3. Produksjonsrørringromspassasjen 83 strekker seg vertikalt gjennom pro-duksjonsrørhengeren 31 fra en øvre endedel til en nedre ende, hvor den står i forbindelse med et produksjonsrørringrom 85 som omringer produksjonsrøret 33. Den øvre og nedre enden til produksjonsrørringromspassasjen 83 kan være noe radialt forskjøvet fra hverandre, som vist i figur 4. Et ringformet tomrom 87 omgir isolasjonsrøret 43 mellom den øvre enden til produksjonsrørhengeren 31 og den nedre enden til ventiltreet 39.

En produksjonsrørringromsventil 89 er montert i produksjonsrørringromspassasjen 83 for å hindre produksjonsrørringromspassasjen 83 fra strømning i noen retning når den er stengt. Det henvises til figur 5. Produksjonsrørringromsventilen 89 har en stammesokkel 91 som er festet med gjenger 93 til produksjonsrørringromspassasjen 83. En stamme 95 strekker seg oppover fra stammesokkelen 91, langs aksen til produksjonsrørringromspassasjen 83. Et utvidet ventilhode 97 danner den øvre enden av stammen 95. Ventilhodet 97 har en sekundær fleksibel tetning, samt en primær leppetetning 99, som er laget av metall i denne utførelsen.

Ei skyvehylse 101 blir skyvbart opplagret i produksjonsrørringromspassasjen 83. Når den er i den øvre, lukkete stillingen, som vist i figurene 4 og 6, er den øvre enden til hylsa 101 en kort avstand under en øvre endedel til produksjonsrørhengeren 31. Når den er i den nedre, åpne stillingen, som vist i figurene 5 og 7, er hylsa 101 i en nedre stilling i forhold til ventilhodet 97. Hylsa 101 har en redusert diameteråpning eller -sete 103 dannet innvendig. Setet 103 er i tett kontakt med leppetetningen 99, så vel som den fleksible tetningen til ventilhodet 97, når hylsa 101 er i den nedre stillingen.

En utoverforspent splittring 105 er montert til den ytre diameteren til hylsa 101, nær dennes øvre ende. Splittringen 105 har en nedoverkonet øvre flate og en nedre flate som er anbrakt i et plan som er vinkelrett på aksen til produksjonsrørringromspassasjen 83. Et motsatt tilpasset spor 107 går i inngrep med splittringen 105 når hylsa 101 er i den øvre, lukkete stillingen. Splittringen 105 smetter inn i sporet 107 og fungerer som en stopphake eller tilbakeholder for å hindre nedoverrettet bevegelse av hylsa 101.

Figur 5 viser et inngrepsverktøy eller inngrepselement 109 som strekker seg inn i den øvre enden til produksjonsrørringromspassasjen 83, og til inngrep med den øvre enden til hylsa 101. Inngrepselementet 109 er en nedoverragende del av ventiltreet 39 (figur IA) og blir brukt for å bevege hylsa 101 fra den øvre til den nedre stillingen. Et andre identisk inngrepselement 109', vist i figurene 6 og 7, er montert til et setteverktøy 111, som blir benyttet til å sette produksjonsrørhengeren 31. Inngrepselementet 109 har ei leppe 113 på sin nedre ende som er i kontakt med den oppovervendte konusen på splittringen 105. Leppa 113 glir over og gjør at splittringen 105 trekker seg sammen, og muliggjør at inngrepselementet 109 kan presse hylsa 101 nedover til den åpne stillingen. Ei fjær 115, som kan være et flertall tallerkenfjærer, er anbrakt mellom stammesokkelen 91 og den nedre enden til hylsa 101. Fjæra 115 presser hylsa 101 mot den øvre lukkete stillingen. Et eventuelt trykk i passasjen 83 vil hjelpe fjæra 115 til å bevege hylsa 101 til den lukkete stillingen.

Inngrepselementet 109 er festet til den nedre enden av en aktuator 117, som er montert i ventiltreet 39. Aktuatoren 117 er et hult, rørformet element med åpne ender, som blir skyvbart opplagret i en produksjonsrørringromspassasje 118 i ventiltreet 39 (figur 3). Aktuatoren 117 har en stempeldel på sin sidevegg som blir selektivt forsynt med hydraulisk væske for bevegelse av aktuatoren 117 mellom øvre og nedre stillinger. Produksjonsrørringromspassasjen 118 strekker seg gjennom ventiltreet 39, til en utvendig sidedel av ventiltreet 39 for tilkobling til en produksjonsrørringromsledning som typisk fører til en havbunnsmanifold eller en navlestreng som betjener ventiltreet. Produksjonsrørringromspassasjen 118 i ventiltreet strekker seg ikke aksialt til den øvre enden av ventiltreet 39.

Når aktuatoren 117 blir beveget til den nedre stillingen, går inngrepselementet 109 i inngrep med og skyver hylsa 101 fra den lukkete stillingen til den åpne stillingen. Figurene 6 og 7 viser en lignende aktuator 117' som danner en del av setteverktøyet 111 og fungerer på samme måte som aktuatoren 117. Slik som aktuatoren 117, har aktuatoren 117' en stempeldel som er opplagret i et hydraulisk væskekammer for å føre til oppover- og nedoverbevegelsen som respons på hydraulisk trykk. Passasjen 118' fører til en utvendig, øvre del av setteverktøyet 111, for tilføring og mottak av produksjonsrørringromsfluid.

Setteverktøyet 111 har konvensjonelle trekk for setting av produksjonsrørhengeren 31, omfattende setting av en tetning mellom produksjonsrørhengeren 31 og boringen 25 til brønnhodehuset 21 (figur 4). Setteverktøyet 111 har et låseorgan 119 som er ekspanderbart radialt og utover, inn i et tilpasset spor som er dannet i en indre oppoverragende hylsedel av produksjonsrørhengeren 31. Låseorganet 119 sikrer setteverktøyet 111 til produksjonsrørhengeren 31 når produksjonsrøret 33 blir senket inn i brønnen. Låseorganet 119 blir aktivisert og frigjort med en låseorganaktuator 121, som også er hydraulisk drevet. Setteverktøyet 111 har ei hylse 123 som glir med tetning inn i boringen 32 til produksjonsrør-hengeren 31. Hylsa 123 isolerer den øvre enden av produksjonsrørringromspassasjen 83 fra produksjonspassasjen 32 (figur 4) i produksjonsrørhengeren 31.

Orientering

Det henvises til figur 8. En ring 125 er montert til utsiden av det ytre brønnhodehuset 13, som også refereres til som et lederørshus. Ringen 125 har en nedovervendt trakt 127 og er selektivt roterbar på det ytre brønnhodehuset 13 for orientering av produksjonsrørhengeren 31 og ventiltreet 39 (figur 3) i en ønsket stilling i forhold til andre havbunnsbrønner og -utstyr. En låsepinne eller -skrue 129 vil selektivt låse ringen 125 i denønskete stillingen. En armbrakett 131 er montert til ringen 125 for rotasjon med denne. Armbraketten 131 støtter en horisontalt utragende arm 133. Armen 133 har en oppovervent fatning på sin ytre ende. Videre rager et mekanisk register 137 oppover fra armen 133, som vist og representert med en pinne.

Ringen 125 blir normalt installert på det ytre brønnhodehuset 13 ved overflata, før det ytre brønn-hodehuset 13 blir senket ned i sjøen. Armen 133 vil være festet til armbraketten 131 under riggdekket, men ved overflata. Etter at det ytre brønnhodehuset 13 er blitt installert ved havbunnen, kan om nødvendig en ROV bli tatt i bruk senere ved konstruksjonsfasen ved havbunnen, for å rotere ringen 125 og/eller armen 133 til en annen orientering, typisk mot et manifoldtilkoblingspunkt.

En BOP-adapter (BOP - utblåsningssikring / blowout preventer) 139 er vist senket over det indre eller høytrykksbrønnhodehuset 21. BOP-orienteringsmuffen 139 blir brukt til å orientere produksjonsrørhengeren 31 (figur 3) i forhold til armen 133. BOP-orienteringsmuffen blir fortrinnsvis senket med ei løfteline etter at brønnen har blitt boret og foringsrørhengeren 27 har blitt installert. Borestigerøret, sammen med BOP-en, vil være fjernet fra den øvre enden til det indre brønnhodehuset 21 før BOP-orienteringsmuffen 139 blir senket på plass. Alternativt kan BOP-orienteringsmuffen bli anbrakt med BOP- og stigerørsystemet, som er utsatt for rigghånteringsbegrensninger. BOP-orienteringsmuffen 139 har en ledefatning 143 som er montert til dens utside, ved et punkt for innretting med pinnen 137. En trakt 141 på den nedre enden av BOP-orienteringsmuffen 139 bidrar til å lede BOP-orienteringsmuffen 139 over det indre brønnhodehuset 21. Fatningen 143 vil orientere BOP-orienteringsmuffen 139 til en stilling avhengig av orienteringen til armen 133 og pinnen 137. En ROV (ikke vist) vil bli benyttet for å lede ledefatningen 143 til innretting med ledepinnen 137.

BOP-orienteringsmuffen 139 har et flertall klammer 145 som blir hydraulisk aktuert for inngrep med en ytre profil på det indre brønnhodehuset 21. BOP-orienteringsmuffen 139 har også tetninger (ikke vist) som tetter dens boring til boringen 25 til brønnhodehuset 21. Et helisk orienteringsspor 147 er anbrakt i boringen til BOP-orienteringsmuffen 139. Sporet 147 er posisjonert slik at det kommer i kontakt med en tilpasset pinne eller knast på setteverktøyet 111 (figur 6) for produksjonsrørhengeren 31. Denne kontakten gjør at setteverktøyet 111 orienterer produksjonsrørhengeren 31 til en ønsket orientering i forhold til orienteringen til armen 133. Alternativt er en radialt aktuert pinne (drevet via en mekanisk eller hydraulisk anordning, ved hjelp av en ROV) montert i BOP-orienteringsmuffen, som går i kontakt med en heliks på setteverktøyet for produksjonsrørhengeren. Et eksempel på hvorfor denne alternative fremgangsmåten kan benyttes, vil være bruken av en "tynn" produksjonsrørhenger (typisk 346 mm (13-5/8") nom. ytre diam.) i et tradisjonelt 476 mm (18-3/4") BOP- og stigerørsystem, slik at "rekkevidden" til pinnen/knasten til setteverktøyet for produksjonsrørhengeren vil være ute av stand til å rekke over gapet.

Figur 10 er et perspektivriss som viser BOP-orienteringsmuffen 139 i stilling på det indre brønnhodehuset 21, som ikke er vist i figur 10 fordi den er inne i boringen til BOP-orienteringsmuffen 139. BOP-orienteringsmuffen 139 har en øvre ende med en stamme 146. Borestigerøret og BOP-en vil bli tilkoblet til den eksterne profilen til stammen 146 etter at BOP-orienteringsmuffen 139 har blitt tilkoblet det indre brønnhodehuset 21, med mindre BOP-orienteringsmuffen blir anbrakt via BOP-en og stigerørsystemet.

Når BOP-orienteringsmuffen 139 har orientert produksjonsrørhengeren 31 (figur IB), vil brønnen typisk bli perforert og testet. Produksjonsrørhengeren 31 må være orientert i forhold til armen 133 fordi orienteringshylsa 44 (figur 3) til produksjonsrørhengeren 31 gir endelig orientering til ventiltreet 39, som vist i figurene IA og IB. Ventiltreet 39 har en ventiltretrakt 148 som glir over det indre brønnhodehuset 21 når det anbringes.

Sikkerhetsavstengningsventilen 67 til ventiltreet 39 er tilkoblet en strømningsledningssløyfe 149 som leder rundt ventiltreet 39 til en strømningsledningstilkobling 151 på den motsatte siden, som vist i figur IB. Strømningsledningstilkoblingen 151 vil være tilkoblet en strømningsledning 153, som typisk fører til en manifold eller havbunnsprosessutstyr. I denne utførelsen er strømningsledningen 153 montert til en vertikal førepinne eller -stamme 155, som stikker inn i en ledetrakt 135 for orientering av ventiltreet 39. Andre typer forbindelser til strømningsledningstilkoblingen 151 kan også anvendes. Følgelig blir ventiltreet orientert slik at dets strømningsledningstilkobling 151 vil være innrettet med strømningsledningen 153.

Uttrekking og installasjon av plugg

Etter at ventiltreet 39 er installert, må en plugg 159 (figur 12) fjernes fra en pluggprofil 157 som er anbrakt i produksjonsrørhengeren 31, som vist i figur 11. Pluggen opprettholder trykk som er i produksjonsrøret 33 etter at BOP-orienteringsmuffen 139 (figur 10) er fjernet og før installasjon av ventiltreet 39 (figur IA). Pluggen 159 er konvensjonell og har én eller flere tetninger 161 som tetter i produksjonspassasjen 41 til produksjonsrørhengeren 31. Pluggen 159 har et flertall låseelementer 163 som vil bevege seg radialt utover mellom en inntrukket og en utvidet stilling. Låseelementene 163 går i inngrep med en tilpasset profil i profilen 157.

Fortrinnsvis, i stedet for å benytte kabel i et overhalingsstigerør, som er vanlig, blir det benyttet et ROV-anbrakt pluggverktøy 165. Pluggverktøyet 165 har ikke et stigerør som strekker seg opp til overflata, men blir derimot senket med ei løfteline. Pluggverktøyet 165 har et hydraulisk eller mekanisk koblingsstykke 167 for inngrep med en ROV 169. Pluggverktøyet 165 blir anbrakt på toppen av ventiltrestammen 81. En tetning i pluggverktøyet 165 får i inngrep med ei lomme i stammen 81 til ventiltreet 39. Ved tilføring av hydraulisk trykk eller mekanisk bevegelse fra ROV-en 169, vil en tilkobling 171 gå i inngrep med stammen 81 til ventiltreet 39. På lignende måte kan tilkoblingen 171 trekkes tilbake med hydraulisk trykk eller mekanisk bevegelse fra ROV-en 169.

Pluggverktøyet 165 har en aksialt bevegelig stav 173 som blir drevet av hydraulisk trykk som tilføres et hydraulisk koblingsstykke 174. Et uttrekkingsverktøy 175 er anbrakt på den nedre enden av staven 173, for uttrekking av pluggen 159. Et setteverktøy 177 kan tilsvarende festes på staven 173, for innsetting av pluggen 159 i tilfelle en overhaling krever fjerning av ventiltreet 39. Setteverktøyet 177 kan være et flertall av typer, og for illustrasjon av prinsippet er det vist koblet til pluggen 159 med en skjærpinne 179. Når låseelementene 163 har grepet inn i profilen 157, vil et oppoverrettet rykk i staven 173 gjøre at skjærpinnen 179 kuttes, slik at pluggen 159 forblir på plass.

Uttrekkingsverktøyet 175, vist i figurene 13 og 14, kan også være av et flertall vanlige typer. I denne utførelsen har uttrekkingsverktøyet 175 et legeme 181 som stikker delvis inn i et mottak 183 i pluggen 159. Ei posisjoneringshylse 185 på utsiden av legemet 181 legges an mot kanten til mottaket 183. En krage 187 er lokalisert inne i posisjoneringshylsa 185 og rager en valgt avstand nedover. Når posisjoneringshylsa 185 har blitt anbrakt mot kanten til pluggen 159, vil kragen 187 innrettes med et spor 189 i pluggen 159.

Kragen 187 og hylsa 185 er tilknyttet et stempel 191. Stempelet 191 er forsynt med hydraulisk væske fra ROV-en 169 (figur 10) via et av koblingsstykkene 174. Ei fjær 193 er sammenpresset mens uttrekkingsverktøyet 175 er i den frakoblete stillingen, som vist i figur 13. Fjæra 193 presser stempelet 191 til en nedre stilling. Når hydraulisk trykk slippes opp i passasje 192, vil fjæra 193 føre til at legemet 181 beveger seg oppover til stillingen vist i figur 14. I denne stillingen vil en veggdel 194 av legemet 181 være anbrakt direkte radialt innenfor kragen 187, og forhindre kragen 187 fra å koble seg fra sporet 189. Så snart uttrekkingsverktøyet 175 er festet til pluggen 159, vil en ROV 169 aktuere ett av de hydrauliske koblingsstykkene eller mekaniske grensesnittene 174, slik at staven 173 (figur 11) beveger seg oppover. Kragen 187 gjør at låseelementene 163 kan trekkes radialt tilbake under denne oppoverrettete bevegelsen mens pluggen 159 frigjøres. Når pluggen 159 er over ventiltreventilen 65, kan ventiltreventilen 65 stenges, slik at hele anordningen med pluggverktøyet 165 kan heves tilbake til overflata med ei løfteline.

Feltutbygging

Figur 15 viser skjematisk en foretrukket fremgangsmåte for å bygge ut et felt med et flertall tettstående brønnhodehussammenstillinger 11. Denne fremgangsmåten er spesielt nyttig ved vanndyp som er så dype at det må benyttes en flytende plattform 195. Plattformen 195 holdes i stilling over brønnene ved hjelp av vanlige midler, så som posisjoneringspropeller eller fortøyninger. Plattformen 195 har et boretårn 197 med vinsj 199 for boring og utføring av operasjoner på brønnene. Plattformen 195 har også et borestigerør 201 som anvendes for boring og foring av brønnene. Et borestigerør 201 er vist tilkoblet høytrykksbrønnhodehuset 21 til én brønnhodesammenstilling 11. Borestigerøret 201 har en utblåsningssikring 203. I den spesielle, viste operasjonen, strekker en streng av borerør 205 seg gjennom stigerøret 201 og inn i brønnen.

Plattformen 195 har fortrinnsvis også en kran eller løftelinevinsj 207 for bruk av ei løfteline 209. Løftelinevinsjen 207 er anbrakt nær én side av plattformen 195, mens boretårnet 197 vanligvis er anbrakt i sentrum. Eventuelt kan løftelinevinsjen 207 være anbrakt på et annet fartøy, som typisk ikke har et boretårn 197.1 figur 15 er et ventiltre 39 vist idet det senkes med ei løfteline 209.

Borings- og kompletteringsoperasjon

I drift, vist i figur 8, blir det ytre brønnhodehuset 13, sammen med ringen 125 og armen 133 senket ned i sjøen. Det ytre brønnhodehuset 13 er anbrakt ved den øvre enden til lederøret 15, som er ført ned i jorda for å danne den første delen av brønnen. Når lederøret 15 nærmer seg havbunnen, vil hele sammenstillingen og armen 133 bli anbrakt i den ønskete stillingen. Denne stillingen velges på grunnlag av hvilken vei feltet skal bygges ut i forhold til andre brønner, manifolder, havbunnsprosessutstyr og lignende. Når lederøret 15 har blitt ført på plass, og senere i havbunnskonstruksjonprogrammet, kan operatøren frigjøre låsepinner 129 og rotere ringen 125 for å posisjonere armen 133 i en annen stilling. Slik etterfølgende reposisjonering av armen 133 foretas etter behov eller dersom feltutbyggingen trenger å endres for å optimalisere tilkoblingspunkter for brønnstrømningsledningene.

Operatøren borer så brønnen til en dypere dybde og installerer foringsrøret 17, dersom slikt foringsrør blir benyttet. Foringsrøret 17 sementeres i brønnen. Operatøren borer så til en enda dypere dybde og senker foringsrøret 23 inn i brønnen. Foringsrøret 23 og høytrykksbrønnhodehuset 21 settes med borerør og sementeres på plass. Det er ikke nødvendig med orientering av det indre brønnhodehuset 21. Operatøren kan deretter foreta de samme stegene for to eller tre tilstøtende brønner ved å reposisjonere boreplattformen 195 (figur 15).

Operatøren kobler stigerøret 201 (figur 15) til det indre brønnhodehuset 21 og borer gjennom stigerøret 201 til den totale dybden. Operatøren installerer deretter foringsrør 29, som blir støttet av foringsrørhengeren 27. I noen tilfeller installeres det en ytterligere streng av foringsrør, dersom brønnen blir boret til en enda større dybde.

Operatøren er da i stand til å installere produksjonsrørhengeren 31 (figur IB). Operatøren frakobler først borestigerøret 201 (figur 15) og BOP-en 203, og henger dette på én side av brønnhodesammenstillingen 11. Operatøren senker BOP-orienteringsmuffen 139 på løftelina 209 over det indre brønnhodehuset 21, som vist i figur 8. Ved hjelp av en ROV blir fatningen 143 posisjonert til innretting med pinnen 137. BOP-orienteringsmuffen 139 er låst og tettet til det indre brønnhodehuset 21. BOP-orienteringsmuffen 139 kan tidligere ha vært installert på en tilstøtende brønn som er midlertidig forlatt.

Operatøren fester så borestigerøret 201, omfattende BOP-en 203 (figur 15) til stammen 146 (figur 10) til BOP-orienteringsmuffen 139. Operatøren senker produksjonsrøret 33 og produksjonsrørhengeren 31 gjennom borestigerøret 201 på et setteverktøy 111 (figur 6), som er festet til en settestreng for produksjonsrørhengeren, som er et stigerør med liten diameter. Når setteverktøyet 111 er tilkoblet produksjonsrørhengeren 31, skyves fortrinnsvis aktuatoren 117' slik at den beveger aktueringsorganet 109' nedover, slik at skyvehylsa 101 beveger seg nedover. Dette åpner produksjonsrørringromspassasjen 83 for oppover- og nedoverrettet strømning. Setteverktøyet 111 har en pinne (ikke vist) som kan trekkes tilbake og som går i inngrep med føringssporet 147 til BOP-orienteringsmuffen (figur 8), slik at den roterer produksjonsrørhengeren 31 til denønskete stillingen når den anbringes i foringsrørhengeren 27. Alternativt blir pinnen som er montert på BOP-orienteringsmuffen aktuert med en ROV for å gå i kontakt med setteverktøyet.

Etter at produksjonsrørhengeren 31 er innsatt, kan operatøren teste ringromsventilen 89 ved å skyve aktuatoren 117' oppover, slik at aktueringsorganet 109 går ut av inngrep med hylsa 101, som vist i figur 6. Fjæra 115 presser hylsa 101 til den øvre, stengte stillingen. I denne stillingen, vil ventilhodetetningen 99 være i inngrep med hylsesetet 103, og blokkere for strømning i både oppover- og nedoverrettet retning. I den øvre stillingen, er sperresplittringen 105 i inngrep med sporet 107, og forhindrer nedoverrettet bevegelse.

Operatøren tilfører så væsketrykk til passasjen 118' i setteverktøyet 111. Dette kan gjøres ved å stenge utblåsningssikringen i borestigerøret 201 på stigerøret med liten diameter over setteverktøyet 111. Den øvre enden til passasjen 118' står i forbindelse med et ringformet rom som omgir stigerøret med liten diameter under utblåsningssikringen i borestigerøret 201. Dette ringformete rommet står også i forbindelse med én av strupe- og drepeledningene til borestigerøret 201. Operatøren pumper væske ned strupe- og drepeledningen, som strømmer ned passasjen 118' og virker på hylsa 101. Splittringen 105 hindrer skyvehylsa 101 fra å bevege seg nedover, slik at operatøren kan fastslå om tetningene 99 på ventilhodet 97 lekker eller ikke.

Brønnen kan så perforeres og kompletteres på vanlig måte. Ved én teknikk blir dette gjort før installasjon av ventiltreet 39, ved å senke en perforeringskanon (ikke vist) gjennom stigerøret 201 med liten diameter (figur 15) og gjennom produksjonsrøret 33. Stigerøret med liten diameter kan eventuelt omfatte et havbunnstestventiltre som strekker seg gjennom borestigerøret.

Omønskelig kan operatøren sirkulere ut tung væske i brønnen før perforering. Dette kan gjøres ved å åpne produksjonsrørringromsventilen 89 ved å bevege aktuatoren 117' for å skyve aktueringsorganet 109' nedover. Aktueringsorganet 109' frigjør splittringen 105 fra sporet 107, og skyver hylsa 101 nedover til den åpne stillingen vist i figur 7. En åpning, så som ei glidehylse (ikke vist) ved den nedre enden av produksjonsrøret 33 blir åpnet på konvensjonell måte, og utblåsningssikringen i borestigerøret 201 blir stengt rundt settestrengen for produksjonsrørhengeren. Operatøren kan sirkulere ned settestrengen og produksjonsrøret 33, hvorved strømningen returnerer oppover gjennom produksjonsrørringrommet 85, inn i borestigerøret 201 og opp gjennom en strupe- og drepeledning. Omvendt sirkulasjon kan også foretas.

Etter perforering og testing setter operatøren pluggen 159 (figur 12) inn i profilen 157 (figur 11) i produksjonspassasjen 32 til produksjonsrørhengeren. Produksjonsrørringromsventilen 89 blir stengt i stillingen vist i figur 6 ved å bevege aktuatoren 117' oppover, slik at fjæra 115 beveger hylsa 101 oppover. Operatøren trekker så setteverktøyet 111 tilbake med settestrengen gjennom utblåsningssikringen og borestigerøret 201. Sikkerhetsventilen (ikke vist) i brønnhullet i produksjonsrøret 33 er over perforeringene og er fortrinnsvis stengt, for å utgjøre en første trykkbarriere. Pluggen 159 i produksjonspassasjen 32 til produksjonsrørhengeren utgjør en andre trykkbarriere. Produksjonsrørringrommet 85 har vanligvis ikke trykk, og produksjonsrørringromsventilen 89 utgjør en sekundær (midlertidig) barriere i tillegg til de primære barrierene mot brønnbortrykk, hvorved disse er produksjonsrøret og produksjonspakningen i produksjonsrørkompletteringssystemet.

Operatøren trekker så tilbake setteverktøyet 111 (figur 6) på stigerøret med liten diameter. Operatøren frigjør borestigerøret 201 og BOP-en 203 fra BOP-orienteringsmuffen 139 (figur 8) og trekker tilbake BOP-orienteringsmuffen 139 på løftelina 209 (figur 15), eller installerer BOP-orienteringsmuffen 139 på en tilstøtende brønn. Operatøren kan så flytte plattformen 195 sekvensielt over de andre brønnene for å foreta de samme funksjonene med BOP-orienteringsmuffen 139 og borestigerøret 201 for en annen brønn. Når produksjonsrøret 33 er innsatt og perforert, er det ikke lenger behov for borestigerøret 201 eller boretårnet 197 (figur 15) på dette stedet. Selv om plattformen 195 har flyttet seg ut av innretting med den bestemte brønnen (for eksempel for å fortsette operasjoner ved et tilstøtende brønnområde), kan en ROV lede løftelina 209 ned for å tilkoble til og trekke tilbake eller flytte BOP-orienteringsmuffen 139, for å muliggjøre opphenting til overflata eller annen bevegelse til en ytterligere tilstøtende brønn, innenfor arbeidsområdet.

Operatøren er nå i stand til å sette ventiltreet 39 med løftelina 209 (figur 15). Ventiltreet 39 innretter seg til denønskete stillingen ved hjelp av inngrep med orienteringselementene 44 og 46 (figur 3). Dette posisjonerer ventiltrekoblingen 151 til innretting med strømningsledningskoblingen 153, dersom en slik allerede er installert, eller i det minste med fatningen 127. Strømningsledningskoblingen 153 kan installeres etter installasjon av ventiltreet 39, eller mye tidligere, til og med før innsetting av høytrykksbrønnhodehuset 21. Når ventiltreet 39 anbringes i brønnhodehuset 21, vil dets nedre ende bevege seg inn i boringen 25 til brønnhodehuset 21, og isolasjonsrøret 43 vil stikke inn i produksjonspassasjen 32 til produksjonsrørhengeren 31. Når det senkes, går orienteringselernentet 44 i inngrep med orienteringshylsa 46, for å innrette ventiltreet 39 skikkelig i forhold til produksjonsrørhengeren 31. Når det er anbrakt, tilfører operatøren hydraulisk væsketrykk til kamhylsa 55, slik at klammene 53 presser låseelementet 51 (figur 3) til den ytre stillingen i inngrep med profilen 35. Strømningsledningskoblingen 151 (figur IB) til ventiltreet 39 innrettes med strømningsledningskoblingen 153, og produksjonsrørringromspassasjen (ikke vist) i ventiltreet 39 er koblet til en manifold eller lignende anlegg.

Figurene 11-13 viser en foretrukket teknikk hvor operatøren, med ei løfteline 209 (figur 15) og med hjelp av en ROV 169, tilkobler pluggverktøyet 165 til ventiltrestammen 81 og fjerner pluggen 159 i produksjonrørhengeren 31 med et uttrekkingsverktøy 175. Ventiltreventilen 65 er stengt når pluggen 159 er over den. Pluggverktøyet 165 kan trekkes tilbake, og ei ventiltrekappe kan installeres, typisk ved hjelp av ROV-en 169. Ventiltreet 39 bør da være klart for produksjon.

Det henvises til figur 5. Under produksjon kan produksjonsrørringromsventilen 89 forbli stengt, men den holdes gjerne åpen for overvåkning av trykket i produksjonsrørringrommet 85. Dersom produksjonsrørringromsventilen 89 er stengt, kan den åpnes når som helst ved å bevege aktuatoren 117 (figur 5) til ventiltreet 39 nedover. Et trykk i produksjonsrørringrommet 85 vil ha forbindelse gjennom produksjonsrørringromspassasjen 118 i ventiltreet 39 og til en overvåknings-og avtapningsanordning.

Ved en overhalingsoperasjon som ikke omfatter trekking av produksjonsrøret 33, kan et lettvektsstigerør med utblåsningssikring festes til ventiltrestammen 81. En navlestrengledning vil typisk koble produksjonsrørringromspassasjen på ventiltreet 39 til overflatefartøyet. Kabelverktøy kan senkes gjennom stigerøret, ventiltrepassasjen 41 og produksjonsrøret 33. Brønnen kan drepes ved å skyve aktuatoren 117 (figur 5) nedover for å åpne produksjonsrørringromsventilen 89. Sirkulering kan gjøres ved å pumpe ned gjennom stigerøret, gjennom produksjonsrøret 33, og fra en nedre åpning i produksjonsrøret 33 til produksjonsrørringrommet 85. Fluidet returnerer gjennom produksjonsrørringromspassasjen 83 og passasjen 118 i ventiltreet 39, til navlestrengledningen.

For overhalingsoperasjoner som krever trekking av produksjonsrøret 33, må ventiltreet 39 fjernes fra brønnhodehuset 21. Et lettvektsstigerør ville ikke vært nødvendig dersom produksjonsrørhengerpluggen 159 (figur 12) blir gjeninnsatt i profilen 157 i produksjonsrørhengeren 31, med pluggverktøyet 165 (figur 11). Operatøren installerer pluggverktøyet 165 ved å bruke løftelina 209 (figur 15) og ROV-en 169. Pluggen 159 blir festet til staven 173 og uttrekkingsverktøyet 177, og senket inn i profilen 157. Når låseelementene 163 låser i profilen 157, blir uttrekkingsverktøyet 177 frigjort fra pluggen 159. Brønn-hullssikkerhetsventilen i produksjonsrøret 33 vil typisk være stengt under denne operasjonen. Ventiltreet 39 trekkes tilbake med løftelina 209, med hjelp av ROV-en 169. Borestigerøret 201 (figur 15) blir så senket til inngrep med det indre brønnhodehuset 21. Operatøren trekker ut produksjonsrøret 33 og foretar overhalingen på en konvensjonell måte.

Alternativ utførelse

Figur 16 viser en alternativ utførelse for de indre tilkoblingsdelene til et ventiltre 210. Ventiltre 210 tilsvarer ventiltreet 39, bortsett fra tilkoblingsmekanismen. Ventiltreet 210 har et flertall klammer 211 som beveger seg radialt innover og utover mellom en inntrukket og utvidet stilling. Klammene 211 går i inngrep med en indre profil 213 i boringen til brønnhodehuset 214. Et kamelement 215 gjør at klammene 211 beveger seg radialt utover, når dette blir beveget aksialt oppover.

Kamelementet 215 er festet til et flertall staver 217. Stavene fører til et ringformet stempel 219, eller til et flertall eksternt anbrakte, hydrauliske sylindre. Stempelet 219 har et låsekammer 221 som får det til å bevege seg oppover ved tilførsel av hydraulisk væsketrykk, slik at kamelementet 215 beveges til den øvre stillingen. Stempelet 219 har også et frigjøringskammer 223. Ved tilførsel av hydraulisk væsketrykk presser trykket i frigjøringskammeret 223 stempelet 219 nedover for frigjøring av klammene 211 slik at de trekker seg tilbake. Konusen mellom kamelementet 215 og klammene 211 er fortrinnsvis en låsekonus, slik at kamelementet 215 ikke beveger seg nedover dersom det hydrauliske trykket faller.

Strømningsledninger

Figur 17 viser ventiltreet 39 installert, hvilket ventiltre 39 typisk har en styringsanordning 225 montert til seg for styring av forskjellige ventiler (ikke vist) som er montert til ventiltreet. Alternativt kan styringen av de forskjellige ventilene foretas i et kontrollsenter i avstand fra ventiltreet 39. Ventilene styrer strømningen av fluider inne i og fra ventiltreet 39. Strømningsledningskoblingen 153 er innrettet i stilling til å koble til ventiltrekoblingen 151. Koblingene 153, 151 kan være av flere typer, omfattende ringkobling, klampkobling, flenskobling eller andre typer. Strømningsledningskoblingen 153 er montert til én ende av en strømningsledning 226. Ventiltrekoblingen 151 vil fra før av ha blitt orientert i en ønsket retning, som beskrevet i forbindelse med figurene 8 og 9.

Stammen 155 strekker seg fra strømningsledningskoblingen 153 for mottak i fatningen 135. Stammen 155 posisjonerer strømningskoblingen 153 i innretning med ventiltrekoblingen 151 når strømningsledningen 226 blir senket i sjøen fra overflata. Som vist i figur 18, kobler en hengselmekanisme 227 strømningsledningskoblingen 153 og stammen 155 til strømningsledningen 226. Hengselmekanismen 227 muliggjør at strømningsledningen 226 kan bevege seg til en stilling som er parallell med stammen 155, som vist med de stiplete linjene. I den tilkoblete stillingen står koblingen 153 90° i forhold til stammen 155. Hengselmekanismen kan være av et flertall typer, og i denne utførelsen omfatter hengselmekanismen en gaffelbolt og et par pinner 229 som roterer i hull i gaffelbolten.

Det henvises til figur 19. Strømningsledningen 226 kan være et enkelt énstykket ledningsrør eller et antall seksjoner som er festet sammen, så som med gjenger, flensete ender eller ved sveising. Strømningsledningen 226 kan være av karbonstål, sammen med et antall andre legeringer, så som titan og krom. Strømningsledningen 226 kan også være dannet i det minste delvis av komposittmaterialer, så som fiber i harpiks. Strømningsledningen 226 kan være forhåndsbøyet til en bueformet konfigurasjon, eller den kan være tilstrekkelig fleksibel til at den bøyes til den bueformete formen når den senkes. Strømningsledningen 226 kan videre være dannet av fleksible rør som er laget av flere leddete komponenter som bøyer seg i forhold til hverandre. Strømningsledningen 226 kan ha en enkel passasje gjennom seg, eller ha flere passasjer.

Strømningsledningen 226 har også i det minste en del som er flytende. I denne utførelsen er et flertall av korte, flytende segmenter 231 festet rundt strømningsledningen 226, slik at de danner ei flytende kappe. Som vist i figur 19, trenger segmentene 231 ikke å strekke seg langs hele lengden til strømningsledningen 226. De bør imidlertid strekke seg tilstrekkelig langt, slik at de får den bueformete midtre delen til å flyte i et vertikalt plan. Dersom den ikke er forhåndsbøyet til en bueformet form, vil lengden til strømningsledningen 226 i forhold til dens diameter, føre til at en del bøyer seg til en bueformet form på grunn av oppdrift, selv om røret i strømningsledningen 226 er av stål. Fleksibiliteten til strømningsledningen 226 er fortrinnsvis tilstrekkelig til å unngå eventuell permanent deformasjon på grunn av oppdriften til oppdriftselementene 231. Oppdriften bør være passende for å gi oppdrift til den bueformete delen til strømningsledningen 226, enten denne er fylt med vann, hyd ra karbon væske eller -gass. Segmentene 231 kan tjene som bøyningsbegrensere for å forhindre for mye bøying av røret i strømningsledningen 226.

En vertikal tilkobling 233 er anbrakt på den motstående enden av tilkoblingen 153. Tilkoblingene 233 og 153 er fortrinnsvis synkende (negativ oppdrift) for enkel installasjon. Tilkoblingen 233, så som tilkoblingen 153, kan være av et flertall typer. Når strømningsledningen 226 er installert, vil en del som strekker seg fra tilkoblingen 153 være horisontal og en del som strekker seg fra den vertikale tilkoblingen 233 være vertikal. Oppdriftselementene 231 fører til at den buete delen tilstøtende den vertikale tilkoblingen 233, strekker seg oppover i et vertikalt plan. Kombinasjonen av den horisontale delen og den bueformete delen, langs lengden til strømningsledningen 226, kan betegnes som en doven bølge.

Figurene 20-27 illustrerer én fremgangsmåte for tilkobling av brønnhodesammenstillingen 11 til en andre komponent, som i dette tilfellet er en havbunnsmanifold 235. Den samme fremgangsmåten kan benyttes for å tilkoble manifolden 235 til andre havbunnskomponenter, så som et havbunnsprosessanlegg. Den andre komponenten 235 kan også være en annen strømningsledning, eller en lenke av flere elementer til en annen brønn. Manifolden 235 mottar strømning fra et antall havbunnsbrønner og dirigerer denne strømningen til ytterligere prosessutstyr. Den andre komponenten 235 kan inneholde utstyr som vanligvis vil være montert til ventiltreet 39 (figur IA), så som en strupeventil, produksjons/injeksjonsstrømningsisolasjonsventil, multifasestrømningsmålere, erosjonovervåkning, korrosjonsovervåkning og trykk- og temperaturovervåkning. Tilkoblingen av strømningsledningen 226 til havbunnsbrønnhodesammenstillingen 11 kan skje når som helst etter setting av lavtrykksbrønnhodehuset 13.

Lengden til strømningsledningen 226 er større enn den horisontale avstanden mellom brønnhodesammenstillingen 11 og manifolden 235. Den ytterligere lengden er tilstrekkelig for å danne dovenbølgekonfigurasjonen vist i figurene 19 og 27. Den presise konfigurasjonen og den ytterligere lengden til strømningsledningen 226, utover den faktiske horisontale avstanden er derimot ikke kritisk. Avstandene mellom brønnhodesammenstillingen 11 og manifolden 235 kan variere, og kan typisk være så korte som 30 meter og så lange som flere kilometer.

Som vist i figur 20, er løftelina 209 festet til én av endene til strømningsledningen 226. I denne ut-førelsen er den vist festet til den andre tilkoblingen 233. Den negative oppdriften til den første tilkoblingen 153 har fått den til å anta en lavere høyde enn noen annen del av strømningsledningen 226, idet den blir senket. Den negative oppdriften har også gjort at stammen 155 henger med en stilling som er parallell med strømningsledningen 226. Strømningsledningen 226 er hovedsakelig rett og vertikal i stillingene som er vist i figurene 20-23.

I figur 21 er stammen (figur 17) vist idet den stikker inn i fatningen 135, mens løftelina 209 fortsatt er festet. Fjernstyrte kameraer kan benyttes ved føring av stammen 155 inn i fatningen 135. Det henvises til figur 22. Mens strømningsledningen 226 fortsatt er vertikal, er en ROV 237 vist, som valgfritt kan benyttes for festing av ei trekkline 239 til den vertikale tilkoblingen 233. Som vist i figur 23, ruller ROV-en 237 ut trekklina 239 og lander på manifolden 237. Løftelina 209 holder fortsatt strømningsledningen 226 i den vertikale stillingen i figur 23. Deretter, som vist i figur 24, ruller ROV-en 237 inn trekklina 239, slik at den andre tilkoblingen 233 nærmer seg manifolden 235, med lateral styring om nødvendig. Hengselmekanismen 227 (figur 18) lar først tilkoblingen 153 og en del av strømningsledningen 226 bevege seg til en horisontal stilling. Figur 25 viser ROV-en 237 koble den andre tilkoblingen 233 til en egnet stamme på manifolden 235. Deretter, som vist i figur 26, beveger ROV-en 237 seg over til kontakt med den første koblingen 153. ROV-en 237 foretar aktueringen slik at den første koblingen 153 går i tett inngrep med og blir festet til ventiltrekoblingen 151 (figur IA).

Figur 27 illustrerer strømningsledningen 226 i den ønskete stillingen, hvor løftelina 209 blir fjernet og trukket tilbake samtidig med ROV-en 237. Oppdriftselementene 231 (figur 19) fører til at den bueformete konfigurasjonen til strømningsledningen 226 flyter i et vertikalt plan etter installasjonen.

I utførelsen vist i figur 28, kan en strømningsledning 241 være laget på samme måte som strøm-ningsledningen 226 (figur 18). Den kan omfatte ei oppdriftskappe (ikke vist) langs sin hele lengde eller langs en del. Begge tilkoblingene 243, 245 er vertikale typer, slik som tilkoblingen 233 (figur 19). Følgelig fører oppdriften til strømningsledningen 241 til at den enkle bueformete konfigurasjonen flyter i et vertikalt plan etter installasjonen.

Oppfinnelsen fremviser betydelige fordeler. Orienteringssystemet lar operatøren endre retningen til strømningsledningstilkoblingen frem til produksjonsrørhengeren skal settes. Rotasjon av strømningsledningstilkoblingen til en ny retning kan gjøres enkelt. Når den er rotert, vil BOP-orienteringsmuffen automatisk orientere mot den nye retningen. Dette sikrer at produksjonsrørhengeren også vil orientere mot den nye retningen.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for boring og komplettering av en havbunnsbrønn, hvorved et ventiltre monteres og innrettes på brønnhodehus ved et støttende brønnhode ved hjelp av en innretning som tilbyr innretting av ventiltreet i en bestemt orientering ved nedføring og orientering,karakterisert vedat framgangsmåten omfatter: (a) å tilkoble et borestigerør (201) til brønnhodehuset (21) og å anbringe brønnhodehuset (21) i det støttende brønnhodet (11) som har et eksternt orienteringselement (137) som tidligere har blitt installert med en ønsket orientering, (b) å bore og å fore en brønn gjennom brønnhodehuset (21), (c) å frakoble borestigerøret (201) fra brønnhodehuset (21) etter at foringsrør har blitt installert, (d) å anbringe en BOP-orienteringsmuffe (139) på brønnhodehuset (21), hvilken BOP-orienteringsmuffe (139) har et eksternt orienteringselement (143) som innretter den til det eksterne orienteringselernentet (137) på det støttende brønnhodet (11), hvorved BOP-orienteringsmuffen (139) har et internt orienteringselement (147), (e) å tilkoble borestigerøret (201) til BOP-orienteringsmuffen (139), og (f) å tilveiebringe en produksjonsrørhenger (31) med et orienteringselement (44), å tilkoble produksjonsrørhengeren (31) til en streng av produksjonsrør (33), og å sette produksjonsrørhengeren (31) gjennom borestigerøret (201) og BOP-orienteringsmuffen (139), og å orientere produksjonsrørhengeren (31) via det interne orienteringselernentet (147) i BOP-orienteringsmuffen (139), (g) å tilveiebringe et produksjonsventiltre (39) med et orienteringselement på (46) en nedre ende, og (h) å fjerne BOP-orienteringsmuffen (139) fra brønnhodehuset (21), å senke produksjonsventiltreet (39) ned på brønnhodehuset (21), og å føre orienteringselernentet (46) til produksjonsventiltreet (39) til inngrep med orienteringselernentet (44) til produksjonsrørhengeren (31), for å rotere ventiltreet (39) til en ønsket orientering.

2. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat ventiltreet (39) blir senket ned på brønnhodet med ei løfteline (209).

3. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat den ytterligere omfatter å koble ventiltreet (39), via en strømningsledning (226), til ytterligere havbunnsutstyr (235), hvorved strømningsledningen (226) har en del med kurvet konfigurasjon, og hvor oppdriften fører til at delen med kurvet konfigurasjon flyter i et vertikalt plan etter installasjonen.

4. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1,karakterisert ved: (a) å tilveiebringe et ytre brønnhodehus (13) med det eksterne lokaliseringselement (137) og å installere det ytre brønnhodehuset (13) på en øvre ende av en brønn, med lokaliseringselementet (137) i en ønsket orientering, (b) å anbringe et indre brønnhodehus (21) i det ytre brønnhodehuset (13), (c) å bore og å fore brønnen gjennom det indre brønnhodehuset, (d) hvoretter lokaliseringselementet (137) valgfritt reorienteres på det ytre brønnhodehuset (13), (e) hvorved BOP-orienteringsmuffen (139) senkes ned på det indre brønnhodehuset (21) og det eksterne orienteringselernentet (143) føres til inngrep med lokaliseringselementet (137), for å rotere og å orientere BOP-orienteringsmuffen (139), og deretter (f) å tilkoble borestigerøret (201) til BOP-orienteringsmuffen (139), (g) at produksjonsrørhengeren (31) forsynes med orienteringselernentet (44) på sin øvre ende, hvorved produksjonsrørhengeren (31) settes gjennom BOP-orienteringsmuffen (139), hvori det interne orienteringselernentet (147) gjør at produksjonsrørhengeren (31) roterer og orienterer seg idet produksjonsrørhengeren (31) blir anbrakt i brønnhodehuset (21), hvoretter (h) BOP-orienteringsmuffen (139) og borestigerøret (201) kobles fra det indre brønnhodehuset (21), og (i) produksjonsventiltreet (39) forsynes med orienteringselement (44) på en øvre ende, hvorved produksjonsventiltreet (39) senkes ned på det indre brønnhodehuset (21), og orienteringselernentet (46) til produksjonsventiltreet (39) føres til inngrep med orienteringselernentet (44) til produksjonsrørhengeren (31), for å foreta nevnte rotasjon av ventiltreet (39) til denønskede orientering.

5. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 4,karakterisert vedat den ytterligere omfatter: - å montere en strømningsledningstilkoblings-støtte til det ytre brønnhodehuset (13), hvorved støtten inntar en ønsket orientering i trinn (a), - å montere en strømningsledningstilkobling (151) på ventiltreet (39), som blir orientert til innretting med støtten i trinn (j), - å anbringe en strømningsledning (226) på støtten, og - deretter, å tilkoble strømningsledningstilkoblingen til strømningsledningen (226) etter trinn (j).

6. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 4,karakterisert vedat trinn (c) blir foretatt gjennom borestigerøret (201), og at fremgangsmåten ytterligere omfatter å frakoble borestigerøret (201) før installasjon av BOP-orienteringsmuffen (139).

7. Havbunnsbrønnsammenstilling omfattende en innretning arrangert for å montere og innrette et ventiltre på et brønnhode i en bestemt orientering, hvilken sammenstilling omfatter et brønnhodehus,karakterisert vedat den omfatter - en BOP-orienteringsmuffe (139) som er montert på brønnhodehuset (21) med en ønsket orientering, hvorved BOP-orienteringsmuffen (139) har et internt orienteringselement (147), - en produksjonsrørhenger (31) som er anbrakt i brønnhodehuset (21), hvilken produksjonsrørhenger (31) blir orientert i en ønsket orientering av det interne orienteringselernentet (147) til BOP-orienteringsmuffen (139) idet det blir anbrakt, - et orienteringselement (44) som er tilkoblet en øvre ende av produksjonsrørhengeren (31), og - et ventiltre (39) med et orienteringselement (46) på en nedre ende, som går i inngrep med orienteringselernentet (44) til produksjonsrørhengeren (31) når ventiltreet (39) blir anbrakt på brønnhodehuset (21), slik at ventiltreet (39) roterer til en ønsket orientering.

8. Sammenstilling i samsvar med patentkrav 7,karakterisert vedat orienteringselementene (44, 46) omfatter mottakshylser med tilpassete heliske eller konete konturer.

9. Sammenstilling i samsvar med patentkrav 7,karakterisert vedat den ytterligere omfatter en strømningsledningstilkobling (151) som er montert til ventiltreet (39) for rotasjon med ventiltreet (39) til den ønskete orienteringen.

10. Sammenstilling i samsvar med krav 7,karakterisert vedat den omfatter: - et lavtrykksbrønnhodehus (13) ved en øvre ende av en brønn, - et lokaliseringselement (137) og en strømningsledningstøtte (133) som er montert til lavtrykksbrønnhodehuset (13), - et høytrykksbrønnhodehus (21) som er anbrakt i lavtrykksbrønnhodehuset (13), - en BOP-orienteringsmuffe (139) som er montert på en øvre ende til høytrykksbrønnhodehuset (21), - et eksternt orienteringselement (143) og et internt orienteringselement (147) på BOP-orienteringsmuffen (139), hvorved det eksterne orienteringselernentet (143) går i inngrep med lokaliseringselementet (137) for å innrette orienteringen til BOP-orienteringsmuffen (139) når BOP-orienteringsmuffen (139) blir anbrakt på høytrykksbrønnhodehuset (21), - en produksjonsrørhenger (31) med et orienteringselement (44) på sin øvre ende, - et produksjonsrørhengersetteverktøy (111) som er tilkoblet produksjonsrørhengeren (31), hvorved produksjonsrørhengersetteverktøyet (111) går i inngrep med det interne orienteringselernentet (147) til BOP-orienteringsmuffen (139) for å gjøre at produksjonsrørhengeren (31) roterer og orienterer seg når det blir anbrakt i høytrykksbrønnhodehuset (21), og et produksjonsventiltre (39) med en strømnings-ledningstilkobling (151) og et orienteringselement (46) på en nedre ende for inngrep med orienteringselernentet (44) til produksjonsrørhengeren (31), for rotasjon av ventiltreet (39) og strømningsledningstilkoblingen (151) til en ønsket orientering med innretting med strømningsledningsstøtten (133).

11. Sammenstilling i samsvar med patentkrav 10,karakterisert vedat den ytterligere omfatter en ring (125) som er montert til lavtrykksbrønnhodehuset (13), til hvilken ring (125) lokaliseringselementet (137) og strømningsledningsstøtten (133) er montert, for å muliggjøre selektiv rotasjon av lokaliseringselementet (137) og strømningsledningsstøtten (133) i forhold til lavtrykksbrønnhodehuset (13).