NO20101583A1 - Fremgangsmate og anordning for a etablere et borehull i sjobunnen. - Google Patents

Abstract

Framgangsmåte og anordning for å etablere et borehull (26) i sjøbunnen (4) omfattende setting av et lederør (1) hvor fremgangsmåten kjennetegnes ved at den omfatter: - å forsyne lederøret (1) med en sugemodul (6); - deretter å senke lederøret (1) ned til sjøbunnen (4); og - å forskyve lederøret (1) ned i sjøbunnen (4).

Description

FREMGANGSMÅTE OG ANORDNING FOR Å ETABLERE ET BOREHULL I SJØBUNNEN.

Denne oppfinnelse omhandler en fremgangsmåte for å etablere et borehull i sjøbunnen. Nærmere bestemt dreier det seg om en framgangsmåte for å etablere et borehull i sjøbunnen som omfatter setting av et lederør. Oppfinnelsen omfatter også en anordning for utøvelse av fremgangsmåten.

Under etablering av et borehull i sjøbunnen, typisk ved boring av en petroleumsbrønn, er det vanlig først å sette et lederør (eng.: conductor eller tailpipe). Tradisjonelt spyles det ut en grop i havbunnen hvoretter et lederør settes i gropen. Gropen omkring le-derøret fylles med betong. Normalt er dette arbeidet utført før en borerigg ankommer borestedet.

Avhengig av sjøbunnens beskaffenhet, kan det være vanskelig å komme ned til ønsket gropdybde. Det kan også forekomme at gropen delvis raser inn før lederøret er på plass. Erfaring viser dessuten at lederøret kan bli stående noe ute av vertikal posisjon, noe som kan vanskeliggjøre det videre borearbeidet.

Kjent teknikk for setting av et lederør medfører ofte et relativt stort antall transporter av utstyr mellom havoverflaten og sjøbunnen samt påkopling av rør for tilførsel og borttransport av fluider.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i etterfølgende patentkrav.

Det er tilveiebrakt en fremgangsmåte for å etablere et borehull i sjøbunnen omfattende setting av et lederør hvor fremgangsmåten kjennetegnes ved at den omfatter: - å forsyne lederøret, med en sugemodul;

- deretter å senke lederøret ned til sjøbunnen; og

- å forskyve lederøret ned i sjøbunnen.

En sugemodul omfatter typisk en kopling som er innrettet til å kunne motta en pumpe. Videre er en sugemodul forsynt med nødvendige rørkoplinger for å kunne gjen-nomføre påfølgende i og for seg kjente arbeidsoperasjoner. Sugemodulen er normalt også forsynt med nødvendige ventiler for å kunne styre fluidstrømmer. Ventilene kan omfatte både stengeventiler, retningsventiler og reguleringsventiler. Sugemodulen kan med fordel være løsbart koplet til lederøret.

Lederøret kan kommunisere med et første pumperør for tilkopling til en pumpemodul idet fremgangsmåten kan omfatte å senke en pumpemodul ned til sugemodulen hvor pumpemodulens pumpe er koplet til et returløp som forløper til sjøoverflaten.

Sugemodulen muliggjør anvendelse av såkalt stigerørløs borevæskegjenvinning RMR (Riserless Mud Recovery). Den er også velegnet for å kunne pumpe borekaks fra den første fase av boringen til et deponi på havbunnen.

Under borerotasjonen av lederøret tilføres ikke borevæske, idet den relativt beskjedne mengde masse som bores løs av det ringformede boreverktøy blandes med vann og strømmer opp til over havbunnen.

Framgangsmåten kan omfatte å kople lederøret til et borerør. Fremgangsmåten sikrer at lederøret etter fråkopling fra borestrengen står tilnærmet vertikalt i sjøbunnen.

Fremgangsmåten kan videre omfatter å forsyne lederørets i bruksstilling nedre parti med et ringformet boreverktøy. Når lederøret er koplet til en borestreng eller til en annen hensiktsmessig roterbar rørstreng, kan lederøret under rotasjon om sin lengdeakse forskyve lederøret ned i sjøbunnen til ønsket dybde selv under vanskelige grunn-forhold.

Fremgangsmåten kan omfatte å forsyne lederøret med et fundament (eng. Permanent Guide Base) før lederøret senkes ned til sjøbunnen og ved dreiing og forskyvning å bringe lederøret ned i sjøbunnen inntil fundamentet kommer til anslag mot sjøbunnen.

Derved unngås en ekstra arbeidsoperasjon som omfatter å senke en fundamentplate ned over lederøret på sjøbunnen.

Fremgangsmåten kan utøves ved hjelp av et lederør for setting under etablering av et borehull i sjøbunnen hvor lederøret kjennetegnes ved at det er forsynt med en sugemodul.

Sugemodulen kan utgjøre en overgang som omfatter nødvendige rørforbindelser fra lederøret og til pumpeutstyr for RMR-systemet. Lederøret kan således kommunisere med et pumperør for tilkopling til en pumpemodul. Sugemodulen kan utgjøre en kom-ponent mellom lederøret og borerøret.

Sugemodulen kan være forsynt med styresøyler med ledetau som forløper til overflaten.

I én utførelsesform er lederøret forsynt med både fundament og sugemodul før det, typisk ved hjelp av en adapter (eng. Running tool), løsbart koples til borerøret. I en alternativ utførelsesform kan lederøret være koplet til et tau før lederøret senkes ned til sjøbunnen.

Lederøret kan ved sitt, i bruksstilling, nedre parti være forsynt med et ringformet bo-reverktøy. Det ringformede boreverktøy kan omfatte skjær som er fremstilt av et relativt hardt materiale, eller det kan være forsynt med et relativt hardt belegg, gjerne omfattende harde legemer, for eksempel karbider.

Det ringformede boreverktøy kan ha en utvendig diameter som er ubetydelig større enn lederørets utvendige diameter, mens boreverktøyets innvendige diameter kan være ubetydelig mindre enn lederørets innvendige diameter.

Lederøret kan som nevnt være forsynt med et fundament.

Lederøret kan være forsynt med et fast fundament som er innrettet til å ligge an mot sjøbunnen når lederøret er forskjøvet til ønsket dybde i sjøbunnen.

Et ringformet borehull dannes i sjøbunnen etter hvert som lederøret, eventuelt under rotasjon, forskyves nedover. Forskyvingen avsluttes når fundamentet har fått tilstrek-kelig anslag mot sjøbunnen, hvoretter adapteren mellom borerøret, eventuelt kabelen, og sugemodulen koples fra.

En pumpemodul omfattende en pumpe senkes deretter ned på sugemodulen hvor pumpemodulens rørkopling passer til et rør som kommuniserer med lederøret. Pumpemodulens pumpeutløp er koplet til en rørledning som typisk forløper til sjøoverflaten, gjerne til en borerigg som anvendes for boringen. I en første fase av boringen kan rørledningen være ledet til et deponi på sjøbunnen.

Borerøret med en borekrone forskyves deretter inn i sugemodulen, nedover i lederøret hvor masse som befinner seg i lederøret bores ut, og videre ned i grunnen mens borevæske strømmer ned gjennom borerøret til borekronen og tilbake via borehullet og lederøret til pumpen som pumper borevæske og medfølgende borekaks til ønsket sted.

Når borehullet har nådd ønsket dybde, trekkes borerøret opp og koples fra lederøret. Et første foringsrør settes, sementeres og henges av i lederøret på i og for seg kjent måte. Sementen fortrenger borevæsken som befinner seg i ringrommet mellom det første foringsrør og borehullet.

Sement pumpes ned inntil for eksempel en endring i pumpens driftstilstand indikerer at sementen har fylt ringrommet og strømmer inn i pumpen. Pumpen gjennomspyles deretter ved hjelp av vann.

Etter at sementen er herdet, fortsetter boringen på i og for seg kjent måte av et mindre borehull for neste foringsrør. Borevæsken kan typisk strømme tilbake via borehullet, det første foringsrør og til pumpen via et andre pumperør som har sitt innløp over det første foringsrør.

Ved endt boring løsgjøres sugemodulen fra lederøret og trekkes sammen med bo-rerøret til overflaten mens fåringsrørenes høytrykkskopling står igjen på sjøbunnen, klargjort for påkopling av sikkerhetsventiler (BOP) og videre boring for eksempel ned i et reservoar.

Under arbeidet er pumpemodulen forsynt med lys og kamera slik at arbeidsområdet på sjøbunnen kan overvåkes. Pumpen pumper borevæsken bort fra borehullet og sikrer derved at omgivelsene har rent vann, noe som forbedrer muligheten for overvåk-ning betydelig.

Fremgangsmåten og anordningen ifølge oppfinnelsen muliggjør en vesentlig tidsbespa-relse ved etablering av et borehull. Videre sikres at lederøret befinner seg i ønsket posisjon og retning i sjøbunnen. Oppfinnelsen muliggjør en tilnærmet forurensingsfri etablering av et borehull, noe som får stadig økende betydning når boring foretas i områder med skjør natur.

Det er videre en vesentlig fordel at fremgangsmåten kan utøves ved anvendelse av vektet borevæske, hvorved farer relatert til grunne gasslommer kan håndteres på en tilfredsstillende måte.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket fremgangsmåte og utfø-relsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor:

Fig. 1 viser et sideriss av et lederør ifølge oppfinnelsen som er forsynt med et fundament og en sugemodul, og som er klar til å bores ned i sjøbunnen; Fig. 2 viser lederøret boret ned i sjøbunnen og etter at en pumpemodul er an-brakt på sugemodulen; Fig. 3 viser lederøret etter foringsrør er satt og etter at boringen er avsluttet og pumpemodulen hentet fra sugemodulen; Fig. 4 viser et snitt III-III i fig. 3;

Fig. 5 viser i større målestokk et utsnitt av fig. 4.

Fig. 6 viser lederøret idet sugemodulen koples fra lederøret; og

Fig. 7 viser lederøret forsynt med en beskyttelseshette og klargjort for monte-ring av brønnhodeventiler.

På tegningene betegner henvisningstallet 1 et lederør som ved sitt i bruksstilling nedre endeparti er forsynt med et ringformet boreverktøy 2 som er innrettet til å kunne bores ned i sjøbunnen 4. Boreverktøyet 2 er utformet som en korrugert ring av tilnærmet samme innvendige og utvendige diameter som lederøret 1.

Lederøret 1 er forsynt med et fast omkransende fundament 6 på en bestemt avstand fra boreverktøyet 2. Fundamentet 6 omfatter en konstruksjon 8 som er forsynt med et antall styresøylefester 10 og et skjørt 12.

Ved sitt i bruksstilling øvre parti er lederøret 1 forsynt med en sugemodul 14. Sugemodulen 14 er løsbart koplet til lederøret 1 ved hjelp av i og for seg kjente sportapper 16 som låses fast til sugemodulen ved hjelp av dreibare låsespindler 18, se fig 5. Lå-sespindlene 18 er innrettet til å kunne dreies av en ikke vist miniubåt ROV (eng. Re-mote Operated Vehicle).

Sugemodulen 14 er utformet med styresøyler 20 og ledetau 22 som forløper til et ikke vist borefartøy. Ledetauene 22 og styresøylene 20 er innrettet til å kunne styre inn en pumpemodul 24 til en posisjon på sugemodulen, se fig. 2. Sugemodulen 14 er utformet til å kunne fange opp borevæske som returneres fra et borehull 26.

Pumpemodulen 24 omfatter en pumpe 28 som på sin sugeside er valgbart koplet til et første pumperør 30 som kommuniserer med lederøret 1, et andre pumperør 32 som har sitt innløp høyere oppe, se fig. 4, og et ikke vist vanninnløp. Pumpens 28 utløp 34

kommuniserer med det ikke viste borefartøy.

Lederøret 1, fundamentet 6 og sugemodulen 14 er bygget sammen til en enhet før det ved hjelp av en adapter 36 koples til et borerør 38.

Adapteren 38 er i dette foretrukne utførelseseksemplet koplet til sugemodulen 14 ved hjelp av en bajonettkopling 40. Sugemodulen 14 og adapteren 38 utgjør komponenter 42 for tilkopling av lederøret 1 til borerøret 38.

Lederøret 1 senkes ned til sjøbunnen 4, se fig. 1, hvoretter borerøret 38 med leder-øret 1 roteres om sin lengdeakse 44. Lederøret 1 forskyves under rotasjon nedover i sjøbunnen 4 mens boreverktøyet 2 løsgjør masse som blander seg med vann og strømmer opp slik at lederøret 1 kan trenge ytterligere ned i sjøbunnen 4.

Når fundamentet 6 har kommet til anslag mot sjøbunnen 4, det vil si at skjørtet 12 ved den viste utførelsesform i det minste delvis er trengt ned i sjøbunnen 4, avsluttes rotasjonen av lederøret 1. Normalt koples adapteren 36 fra sugemodulen 14 før ledetauene 22 strammes opp og pumpemodulen 24 senkes ned og festes til sugemodulen 14.

Borerøret 38, nå med en påmontert ikke vist borekrone forskyves ned i lederøret 1 og videre ned i sjøbunnen 4 mens den roteres om lengdeaksen 44. Borevæske, som kan være vektet, pumpes ned gjennom borerøret 38 og strømmer tilbake mellom borehullet 26 samt lederøret 1 og borerøret 38 til pumpen 28 via det første pumperør 30. Fra pumpens 28 utløp 34 strømmer borevæsken til det ikke viste borefartøy.

Ved ønsket dybde avsluttes boringen. Borerøret 38 trekkes opp og et første foringsrør 46 settes og henges av på i og for seg kjent måte. Deretter forskyves borerøret 38 med en ikke vist mindre borekrone ned til bunnen (ikke vist) av borehullet 26 hvoretter sement pumpes ned gjennom borerøret 38. Sementen fortrenger borevæsken omkring det første foringsrør 46 og fyller også lederøret 1 innvendig inntil sementen strømmer gjennom det første pumperør 30 og til pumpen 28.

Sementen endrer pumpens 28 driftstilstand, noe som kan avleses på overflaten. Ned-pumping av sement stanses og det ikke viste vanninnløp til pumpen 28 åpnes for å rense pumpen 28 og utløpet 34.

Boringen av et ikke vist borehull for et andre foringsrør 48 kan deretter igangsettes. Borevæske strømmer nå tilbake innvendig i det første foringsrør 46 og til pumpen 28 via det andre pumperør 28 som har sitt innløp over det første foringsrør 46.

Det andre foringsrør 48 sementeres på tilsvarende måte som beskrevet for det første foringsrør 46.

Når boreoperasjonen er ferdig, hentes først pumpemodulen 24 opp, hvoretter adapteren 36 koples til sugemodulen 14. Sugemodulen løsgjøres deretter fra lederøret 1 hvoretter sugemodulen 14 følger borerøret 38 opp til det ikke viste borefartøy, se fig. 6.

Høytrykkskoplinger tilhørende det første og det andre foringsrør 46, 48 står sammen med lederøret 1 og fundamentet 6 på sjøbunnen klargjort for å motta ikke viste brønnhodeventiler.

Claims (10)

1. Framgangsmåte for å etablere et borehull (26) i sjøbunnen (4) omfattende setting av et lederør (1),karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter: - å forsyne lederøret (1) med en sugemodul (6); - deretter å senke lederøret (1) ned til sjøbunnen (4); og - å forskyve lederøret (1) ned i sjøbunnen (4).

2. Framgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat fremgangsmåten videre omfatter å kople lederøret (1) til et borerør (38).

3. Framgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat fremgangsmåten videre omfatter å forsyne lederørets (1) i bruksstilling nedre parti med et ringformet boreverktøy (2).

4. Framgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat fremgangsmåten videre omfatter å forsyne lederøret (1) med et fundament (6) før lederøret (1) senkes ned til sjøbunnen (4).

5. Framgangsmåte i henhold til krav 4,karakterisert vedat fremgangsmåten videre omfatter ved forskyving og eventuelt dreiing å forskyve lederøret (1) ned i sjøbunnen inntil fundamentet (6) kommer til anslag mot sjøbunnen (4).

6. Anordning ved lederør (1) for setting under etablering av et borehull (26) i sjøbunnen (4),karakterisert vedat lederøret (1) er forsynt med en sugemodul (6).

7. Anordning i henhold til krav 6,karakterisert vedat le-derøret (1) ved sitt, i bruksstilling, nedre parti er forsynt med et ringformet boreverktøy (2).

8. Anordning i henhold til krav 6,karakterisert vedat le-derøret (1) er utformet med fester som via minst en mellomværende kompo-nent (42) passer til et borerør (38).

9. Anordning i henhold til krav 6,karakterisert vedat le-derøret (1) er forsynt med et fundament (6).

10. Anordning i henhold til krav 6,karakterisert vedat le-derøret (1) kommuniserer med et første pumperør (30) for tilkopling til en pumpemodul (24).