NO174567B - Fremgangsmaate og apparat til maaling av lekkasje saerlig over broenn hode-ventiler og ringromtetninger - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører et måleapparat til måling av lekkasjemengde over potensielle lekkasjekilder såsom ventiler, særlig brønnhodeventiler, og ringromtetninger (produksjonspakninger) ved olje/gass-brønner, omfattende en beholder. Oppfinnelsen vedrører likeledes en fremgangsmåte ved lekkasjemåling ved hjelp av nevnte måleapparat.

Slike målinger blir foretatt blant annet for 'å danne grunn-lag for en vurdering om hvorvidt brønnhodeventiler/ringromtetninger bør overhales eller skiftes ut. Tetningsflåtene på brønnhodeventiler og produksjonspakninger vil nemlig etter en tids bruk slites og svekkes slik at de ikke lenger sikrer fullstendig tetting. En brønnhodeventil kan koste i størrel-sesorden kr 1.000.000,- mens utskiftning av nedre produksjonspakning i ringrom kan beløpe seg til den tidoble sum. Det medfører derfor enorme ekstrakostnader å skifte ut

nevnte ventil henholdsvis pakning før det er absolutt på-krevet. Dessuten vil det innebære en åpenbar fordel å kunne skifte ut ventil/pakning i forbindelse med en planlagt stans i produksjonen, slik at man slipper å stanse produksjonen utelukkende på grunn av utskiftingsoperasjonen. Fremgangsmåten og apparatet vil også kunne benyttes for å måle even-tuell lekkasje i rør mellom ringromtetninger.

API-spesifikasjon 14H fastsetter kriterier for tillatt lek-kas j emengde per tidsenhet for ventil/pakning før reparasjon/ utskifting må iverksettes. Ved mindre lekkasje regnes

ventil/pakning som akseptabelt operativ.

Det er derfor av den aller største betydning å kunne oppnå en så nøyaktig måling som mulig, slik at man kan utsette overhalingen/utskiftingen til det gunstigste tidspunkt, nemlig til en planlagt produksjonsstans, selvsagt forutsatt at tillatt lekkasjemengde per tidsenhet ikke overskrides før denne driftsstans.

Ved dagens teknikk kan det ikke oppnås den nødvendige nøy-aktighet i lekkasjemålingene. Når man skal teste om en brønnhodeventil eller en ringromtetning (produksjonspakning) lekker (for meget), stenges angjeldende ventil (med fullt trykk oppstrøms ventilen) samt samtlige ventiler i rørsy-stemet nedstrøms den ventil som testes. Som følge herav vil trykket stige i det avstengte rørsystem, og det er denne trykkstigning som ifølge tradisjonell teknikk blir benyttet som underlag for bestemmelse av lekkasjemengden. Man regner da ut det avstengte rørsystems innvendige volum, og finner deretter gasslekkasjemengden ved hjelp av en relativt kom-plisert beregning hvor man tar hensyn til trykkstigning og temperatur.

Trykkstigningen måles som oftest ved hjelp av et manometer og en trykkskriver. Målingen tar vanligvis 1 time.

Denne kjente målemetode og.den apparatur som tjener til dens utførelse, gir unøyaktige og usikre resultater, hvilket i hovedsak skyldes dels at det avstengte rørsystems innvendige volum ofte er vanskelig å bestemme nøyaktig grunnet av-greninger, ventiler, eventuelle væskeansamlinger etc, dels at væskeandelen av lekkasjemengden ikke kan bestemmes. Der-som deler av nevnte volum er fylt med væske, vil resultatet bli større trykkoppbygging enn antatt og følgelig feil måle-resultat. Dessuten kan man ikke se bort fra regnefeil. Be-slutninger tas ofte ut fra personlige vurderinger og vil variere fra person til person.

NO patent nr. 134.174 omhandler en anordning for prøving av tettheten hos tanker, beholdere og rørledninger, hvor lekkasjemengden blir sluppet inn i måleapparatets beholder. Dette kjente måleapparat som er basert på elektrisk strøm-forsyning, kan ikke benyttes i forbindelse med lekkasje-målinger ved for eksempel brønnhoder, hvor eksplosjonsfaren er overhengende. Det kjente måleapparat kan heller ikke brukes for lekkasjemåling i forbindelse med tofasestrømmer inneholdende såvel væske som gass, men egner seg kun for måling av lekkasjer hvor mediet enten er ren væske eller ren gass.

Et lekkasjemåleapparat ifølge NO patent nr. 134.174 har således sine åpenbare anvendelsesbegrensninger, som tilsiktes avhjulpet ved den foreliggende oppfinnelse.

GB patent nr. 1.3 66.3 07 omhandler kun påvisning av lekkasje. Det er med denne kjente fremgangsmåte og tilsvarende måleapparat ikke mulig å iverksette lekkasjemengdemåling, men

bare å påvise hvorvidt det foreligger en lekkasje eller ikke.

GB patent nr. 1.137.472 omhandler et apparat for kontroll av tettheten ved hydrauliske stempelsylindre. Dette kjente måleapparat egner seg kun til måling av meget små lekkasjemengder og har ikke kapasitet til å måle en kontinuerlig gass-lekkasje. Denne kjente teknikk er likeledes uegnet til måling av tofasestrøm.

NO patentsøknad nr. 890876 beskriver en anordning for separering av olje og gass ved et undervannsbrønnhode. Bortsett fra at denne kjente separator har en betydelig høyde, repre-senterer publikasjonen ikke noe utover tradisjonell sepa-rer ingsteknikk, og det er ikke nevnt noe om måling av 1ekkas j emengde.

DK utlegningsskrift nr. 139.738 omhandler en anordning for overvåking av nedgravde tanker og ledninger med hensyn på tetthet. Denne kjente anordning er ikke innrettet til å kunne

foreta målinger av lekkasjemengde.

Formålet med denne oppfinnelse er å anvise et apparat

til måling av lekkasje over ventiler, særlig brønnhodeven-tiler, og ringromtetninger ved olje- og/eller gassbrønner hvor det enkelt og hurtig sørges for meget nøyaktige måleresultater, hvilket måleapparat ikke har de anvendelsesbegrensninger som kjent teknikk lider av.

Nevnte formål er realisert ved de trekk som fremgår av de etterfølgende patentkrav.

Oppfinnelsen går således i det vesentlige ut på å legge forholdene slik til rette at lekkasjemengden (gass og/eller væske) ved et potensielt lekkasjested i sin helhet slippes inn i et måleapparat som er innrettet for direkte måling av både gass- og væskemengde.

Måleapparatet ifølge oppfinnelsen er således helt uavhengig av innvendig volum i et avstengt rørsystem, og den gir opp-hav til enkel og pålitelig avlesning av lekkasjemengder. Gassmengden kan leses av i forhold til en tidligere utar-beidet og kalibrert kurve basert på termometer- og manometeravlesninger. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er rask, idet fra fem til ti minutters avlesningstid vanligvis er tilstrekkelig for å oppnå sluttresultatet for lekkasje-mengdemålingen. Dette resulterer i minimal produksjonsstans under testingen.

Apparatet ifølge oppfinnelsen kan også brukes for testing av andre ventiler enn brønnhodeventiler, og apparatet er uavhengig av lekkasjemediets beskaffenhet, idet det hånd-terer to-faselekkasjer og rene væske- og gasslekkasjer.

Et eksempel på en utførelsesform av oppfinnelsen forklares nærmere i det etterfølgende i tilknytning til medfølgende skjematiske tegning, hvor eneste figur i sideriss viser et apparat ifølge oppfinnelsen i forbindelse med en olje/gass-brønn, hvor målestokk for apparat og brønn selvsagt ikke stemmer overens, idet det dreier seg om en rent skjematisk illustrasjon.

I tegningsfiguren betegner henvisningstallet 1 et brønn-hode, mens 2 og 3 angir henholdsvis produksjonsforingsrør og produksjonsrør, idet det mellomliggende ringrom er betegnet med 4.

Plattformdekkets nivå er angitt ved 5 og havbunnen ved 6.

7 og 8 betegner henholdsvis nedre og øvre ringromtetning eller produksjonspakning.

Det er anordnet eksempelvis to måleuttak 9 og 9' for testing av brønnhodeventiler 10 og 10' med hensyn på lekkasje, samt ett motsvarende måleuttak 11 for testing av ringromtetning-ene 7 og 8. Andre, ikke viste ventiler kan være tilordnet lignende måleuttak.

Ved den viste målesituasjon er brønnhodeventilens 10' måleuttak 9' koplet til en fleksibel rørledning eller slange 12 som fører til en innløpsventil 13 på et apparat 14 ifølge oppfinnelsen og som er tilordnet en sikkerhetsventil 15. Innløpsventil 13 og sikkerhetsventil 15 er anordnet på et rør 16 hvis ene ende er sluttet til slangen 12, mens dets annen ende munner ut i apparatets 14 beholder 17, et stykke ovenfor beholderens avrundede nedre endeparti 17<1>.

Beholderen 17 er innrettet for separering av væske og gass og omfatter en dråpeutskiller 18. Øverst er beholderen 17 avsluttet med en blindflens 19 og en ovenforliggende sikkerhetsventil 15' .

Umiddelbart over dråpeutskilleren 18 fører en første rørled-ning 2 0 fra beholderen 17 til en måleblende og differanse-trykkmåler 21, hvorfra rørledningen 20 fører til en andre rørledning 22 som er koplet til separatorbeholderens 17 bunn 17'. Mellom første rørlednings 20 tilkoplingspunkt ved andre rørledning 22 og sistnevntes tilkoplingspunkt ved beholderbunnen 17' er innskutt en avløpsventil 23.

En tredje rørledning 24 er koplet til beholderens 17 av-løpsledning 22 og et punkt på beholderen 17 nedenfor dråpeutskilleren 18, og er forsynt med et manometer 25 og et nivåglass 26.

Umiddelbart nedenfor dråpeutskilleren 18 er det anordnet et termometer 27.

Fra rørledningenes 20 og 22 sammenkoplingspunkt fører en andre slange 12' til et lukket avløp 28.

Ved hjelp av det viste apparat utføres målemetoden som føl-ger: Den ventil 10' som skal testes stenges (fullt brønn-trykk før ventilen). Den fleksible slange 12 koples til ut-taket 9' etter ventilen, hvoretter trykket her avlastes til 0-3 bar (tilnærmet atmosfæretrykk). Slangen 12 koples til testapparatets 14 innløp 13, hvor apparatet ved en annen slange 12' er koplet til et lukket avløpssystem 28, for å hindre utslipping av olje/gass fra forsøkene ut i omgivelsene.

Deretter åpnes innløpsventilen 13 mens utløpsventilen 23 stenges slik at lekkasjegassen (lekkasjeoljén, lekkasje-olje/gass-blandingen) strømmer gjennom rørledningen 2 0 og måleblenden 21 og ut til avløp 28.

Differansetrykket over måleblenden avleses på differanse-trykkmåler 21, trykket i beholderen 17 avleses på mano-meteret 25 og temperaturen på termometeret 27. Gassmengden kan avleses på en ikke vist kurve.

Væskelekkasjemengden avleses direkte på nivåglassets 26 skalainndeling.

Når testen er avsluttet, åpnes avløpsventilen 23 og væskemengden blåses til avløp 28.

Claims (5)

1. Måleapparat til måling av lekkasjemengde over potensielle lekkasjekilder såsom ventiler, særlig brønnhodeventiler (10, 10<*>), og ringromtetninger (produksjonspakninger) (7,8) ved olje/gass-brønner, omfattende en beholder (17), karakterisert ved kombinasjonen av følgende i og for seg kjente trekk: - at beholderen (17) har et avstengbart innløp (13) og et avstengbart utløp (23) , fortrinnsvis i form av avstengnings-ventiler (13,23), - at beholderen (17) er dimensjonert til å ta imot en be-stemt lekkasjemengde over et gitt tidsrom, - at beholderen (17) er utstyrt med henholdsvis tilkoplet måleorgan for måling av lekkasjemediets mengde og egen-skaper (trykk/temperatur), og - at beholderen (17) omfatter en separator innrettet for separering av væske og gass i et tofase-lekkasjemedium.

2. Måleapparat ifølge krav 1, karakterisert ved at separatoren (17) omfatter en dråpeutskiller (18) og er tilordnet et nivåglass (2 6) samt en måleblende og en differensialtrykkmåler (21).

3. Måleapparat ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at separatorens (17) utløp (23) er sluttet til en lukket avløpskrets (28).

4. Måleapparat ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, omfattende et manometer (25) for måling av lekkasjemediets trykk, karakterisert ved at separatoren (17) er utstyrt med minst ett termometer (27) og organ for måling av differensialtrykk over måleblende (21).

5. Fremgangsmåte ved lekkasjemåling ved hjelp av et måleapparat ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det på forhånd utarbeides en kalibrert kurve basert på termometer- og manometeravlesninger, mot