NO20111045A1 - Trykkbegrensende anordning for bronnhodetre - Google Patents

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

1. Området for oppfinnelsen

[0001]Den foreliggende oppfinnelse angår generelt en fremgangsmåte og apparat for å frigjøre fanget trykk i et brønnhode og spesielt en trykkfrigjøringsanordning for å frigjøre trykk fra et hulrom lokalisert mellom to kronplugger i et brønnhode.

2. Kort beskrivelse av relatert teknikk

[0002]Et horisontalt undervannstre (ventiltre) har produksjonsutgang som strekker seg generelt horisontalt, i forhold til brønnen, og en boring som er aksialt innrettet med brønnboringen. En rørhenger lander i det horisontale treet og opplagrer en streng av rør som strekker seg inn i brønnboringen. Rørhengeren har en vertikal passasje og en lateral passasje som strekker seg fra den vertikale passasje og i innretning med produksjonsutløpet til treet. I noen installasjoner lander et innven-dig tredeksel i treet over rørhengeren, tredekselet har normalt en vertikal passasje som innretter seg med en vertikal passasje i rørhengeren. Som en dobbel sikker-hetsbarriere er en kabelutpassert kronplugg installert i den vertikale passasje til rørhengeren og en annen kronplugg er installert i den vertikale passasje til tredekselet. I andre installasjoner er det innvendige tredeksel utelatt. I det tilfellet er den vertikale passasje til rørhengeren typisk plugget med to kronplugger for å møte krav for å ha doble sikkerhetsbarrierer.

[0003]Fluid, slik som for eksempel, brønnfluid, kan være fanget i den vertikale passasje mellom de to plugger. Fluidet kan være relativt kaldt når det er fanget fordi undervannstemperaturen er relativt kald. Under brønnoperasjoner er fluidet som strømmer fra dybdene i jorden relativt varm og følgelig oppvarmer under-vannsbrønnhodet. Ettersom fluidet fanget mellom kronpluggene ekspanderer, kan det forårsake skade på integriteten av kronpluggene. Det er således ønskelig å frigjøre trykket fra hulrommet mellom kronpluggene, uten å frigjøre brønnfluidet til sjøen.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

[0004]En trykkfrigjøringsanordning kan benyttes for å frigjøre trykket som kan oppstå, for eksempel i hulrommet dannet mellom to kronplugger i et undervannstre. En passasje gjennom treet eller selve kronpluggen kan etablere fluid kommunikasjon mellom hulrommet og trykkfrigjøringsanordningen. I en utførelse innbefatter trykkfrigjøringsanordningen en begrensningsventil. Begrensningsventilen kan for eksempel ha en avtrinnet plugg. Den avtrinnede plugg kan ha en konisk tetningsoverflate og en skulder, hvori pluggen kan være i en første posisjon hvori den er fullstendig åpnet for å tillate fluid å strømme fritt gjennom ventilen. I en andre posisjon danner skulderen en liten åpning mellom en dyse av fluidpassasjen og skulderen. Skulderen begrenser således strømningen til å være mindre eller lik med en forhåndsbestemt mengde. I en tredje posisjon opptar en tetningsoverflate på pluggen et sete i fluidpassasjen, og således stopper strøm-ning gjennom passasjen. I andre utførelser kan et ekspansjonskar være lokalisert nedstrøms fra trykkfrigjøringsanordningen, og således samle opp fluid som er frigjort gjennom trykkfrigjøringsanordningen.

[0005]I en annen utførelse er passasjen i fluidkommunikasjon med en vakuumtrekker. Vakuumtrekkeren kan innbefatte et legeme med et indre hulrom og et stempel som opptar et parti av rommet innen hulrommet. Etter at kronpluggene er satt, kan et fjernstyrt kjøretøy trekke tilbake stempelet innen hulrommet. Hulrommet er forseglet, slik at når stempelet er tilbaketrukket, skaper det et volum større eller lik med den antatte ekspansjon av fluid mellom kronpluggene. Det negative trykk i hulrommet tillater fluidet å oppta det ytterligere volum. Negativt trykk er trykk som er lavere enn trykket på utsiden av hulrommet. I tilfellet at fluid mellom kronpluggene ekspanderer, er det overflødige fluid i stand til å strømme gjennom passasjen og inn i vakuumtrekkerhulrommet. Som et resultat av det negative trykk, kan det ytterligere volum i vakuumtrekkeren således fylles av det overflødige fluid fra hulrommet mellom pluggene.

[0006]I enda en annen utførelse er hulrommet mellom pluggene i fluidkommunikasjonen med en passasje gjennom én av pluggene. Passasjen kan avslutte mellom tetningene til et toveis pakningssett. En bristskive kan være lokalisert på en indre overflate av kronpluggen, slik at bristskiven forhindrer fluid fra å strømme inn i passasjen. I tilfellet at brønnfluid i hulrommet ekspanderer, bevirker det økte trykk at bristskiven brister og således tillater fluid å strømme gjennom passasjen, mellom tetningene til toveis pakningssettet og inn i brønnboringen.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0007]Slik at måten som egenskapene, fordelene og målene med oppfinnelsen, så vel som andre som vil være åpenbare, er oppnådd og kan forstås i mer detalj, skal en mer spesiell beskrivelse av oppfinnelsen kort summert ovenfor gjøres med referanse til utførelsen derav, som er illustrert i de vedføyde tegninger, hvilke tegninger danner en del av denne beskrivelse. Det skal imidlertid bemerkes at tegningene illustrerer kun en foretrukket utførelse av oppfinnelsen og skal derfor ikke anses begrensende for dens område da oppfinnelsen kan gi tilgang til andre like effektive utførelser.

[0008]Figur 1 er et snittriss av et horisontalt undervannstre med to eksempli-fiserende utførelser av en trykkfrigjøringsanordning.

[0009]Figur 2 er et snittriss av en begrensningsventilutførelse av en trykk-frigjøringsanordning, begrensningsventilen er i en åpen posisjon.

[0010]Figur 3 er et snittriss av begrensningsventilutførelsen i fig. 2, som viser begrensningsventilen i en begrenset posisjon.

[0011]Figur 4 er et snittriss av begrensningsventilutførelsen i fig. 2, som viser begrensningsventilen i en lukket posisjon.

[0012]Figur 5 er et snittriss av en vakuumtrekkerutførelse av en trykkfrigjørings-anordning.

[0013]Figur 6 er et snittriss av en bristskiveutførelse av en trykkfrigjørings-anordning.

DETALJERT BESKRIVELSE AV DEN FORETRUKNE UTFØRELSE

[0014]Den foreliggende oppfinnelse vil nå beskrives mer fullstendig heretter med referanse til de vedføyde tegninger som illustrer utførelser av oppfinnelsen. Denne oppfinnelse kan imidlertid legemliggjøres i mange forskjellige former og skal ikke betraktes som begrenset til de illustrerte utførelser fremlagt heri. Isteden er disse utførelser fremskaffet slik at denne omtale vil være gjennomgående og fullstendig, og vil fullstendig dekke området av oppfinnelsen for de som er faglært på området. Like nummer refererer til like elementer, og hovedangivelsen, hvis benyttet, indike-rer like elementer i alternative utførelser.

[0015]Med referanse til fig. 1 er et juletre 100 av en type kjent som et horisontalt tre. Det har tre blokker 101 med en vertikal eller aksial treboring 102 som strekker seg fullstendig gjennom dette. Et sett av spor 104 er lokalisert på det ytre nær den øvre ende for forbindelse til et borestigerør (ikke vist). Et fjernbart korrosjons-deksel 106 passer over den øvre ende av treet 100. Treet 100 har en lateral produksjonspassasje 108 som strekker seg generert horisontalt fra boring 102 og er styrt av en ventil 110. Treet 100 vil lande på toppen av et brønnhodehus (ikke vist), som opplagrer foringsrøret som strekker seg strekker seg inn i en brønn.

[0016]Treet 100 har en indre brønnhodesammenstilling 111 anordnet innen den aksiale boring 102 til treet 100. En rørhenger 112 lander tettende i boring 102. Rørhenger 112 er festet til treet 100 ved en nedlåsingsmekanisme 114. En streng til produksjonsrør 116 strekker seg gjennom foringsrørhengerne (ikke vist) inn i brønnen for strømningen av produksjonsfluid. Produksjonsrør 116 er festet til rør-henger 112 og kommuniserer med en vertikal passasje 122 som strekker seg gjennom rørhenger 112. En lateral passasje 124 strekker seg fra vertikal passasje 122 og stemmer overens med lateral trepassasje 108.

[0017]En nedre kabelgjenvinnbar plugg 126, eller kronplugg, vil låse i vertikal passasje 122 over lateral passasje 124, og tette den øvre enden av vertikal passasje 122. Tetninger kan danne tetning mellom plugg 126 og rørhenger 112, og klør, eller andre typer av låseanordninger, kan benyttes for å låse plugg 126 på plass.

[0018]I dette eksempel innsettes et tredeksel 128 tettende i treboring 102 over rørhenger 112. Tredeksel 128 har en nedoverhengende isolasjonshylse 130 som er koaksial. Hylse 130 passer innen en mottaker 132 formet på den øvre ende av rørhenger 112. En passasje 138 innen rørhenger 112 kommuniserer med en ventilasjonsport 140 lokalisert ved grensesnittet mellom hylse 130 og mottaker 132. Tetninger 142 lokalisert på hylse 130 tetter til mottaker 132 over ventilasjonsport 140. Det indre av hylse 130 kommuniserer med en aksial passasje 144 som strekker seg gjennom tredeksel 128. Aksial passasje 144 har omtrent den samme indre diameter som rørhengerpassasje 122. En radial port 150 i rørhenger 112 kommuniserer det utvendige av rørhenger 112 med passasje 138, som strekker seg oppover gjennom rørhenger 112. Passasje 152 kan være i kommunikasjon med radial 150 og således kan passasje 152 være i kommunikasjon med passasje 138.

[0019]En øvre kabelgjenvinnbar kronplugg 146 innsettes i tredekselpassasje 144. Metalltetning 148 på kronplugg 146 opptar en overflate i passasje 144. Klør, eller andre typer av låsemekanismer, kan benyttes for å låse øvre kronplugg 146 på plass. Øvre kronplugg 146 er en redundant plugg for ytterligere tetting av passasje 144 og den primære tetning er formet av nedre plugg 126. Øvre kronplugg 146 og nedre plugg 126 danner således doble sikkerhetsbarrierer mot gass eller væske som kan passere opp gjennom vertikal passasje 122. Enhver type av øvre og nedre plugg kan benyttes for å danne slike sikkerhetsbarrierer.

[0020]Hulrom 149 er et hulrom med en omkrets definert ved passasje 144 og ender definert ved nedre plugg 126 og tetning 148 til kronplugg 146. Hulrom 149 kan også innbefatte volumet forbundet med boringer eller fordypninger på toppen av nedre plugg 126 eller bunnen av kronplugg 146. Hulrom 149 er i fluidkommunikasjon med ventilasjonsport 140 og således passasje 138.

[0021]Med referanse til fig. 2, fører i én utførelse passasje 152 fra port 150 (fig. 1) gjennom treet 100 til treport 154. Treport 154 er en dyse på en ytre overflate av treet 100, som således former et utløp for passasje 152. Treport 154 kan ha sin maksimale indre diameter 156 ved overflaten av treet 100. Fordypet fra overflaten av treet 100 er tetningsoverflate 158.1 én utførelse er tetningsoverflate 158 et konisk ringformet sete med en hellende overflate, eller motboring, som koner inn-over ettersom den avsmalner ytterligere inn i fordypningen, bort fra den ytre overflate av treet 100.1 én utførelse er treport 154 maskineri direkte i legemet av treet 100.1 en annen utførelse kan treport 154 være festet til treet 100, enten permanent eller frigjørbart, slik at treport 154 er i fluidkommunikasjon med passasje 152.

[0022]Begrensningsventil 160 er en trykkfrigjøringsmekanisme som kan være forbundet til treport 154. Forbindelsen kan være frigjørbar eller permanent. I én utførelse er begrensningsventil 160 og treport 154 integrerende formet som en enkel enhet for forbindelse til treet 100. Med referanse til fig. 2 innbefatter begrensningsventil 160 ventillegemet 162, avtrinnet plugg 164 og håndtak 166. Ventillegemet 162 kan en innløpsport 168 og en utløpsport 170. Som det vil beskrives nedenfor kan utløpsport 170 være forbundet til rør for å inneholde og fjerne fluidet. Innløpsport 168 er en dyse som generelt innretter seg med treport 154 når begrensningsventilen 160 er forbundet til treet 100. Innløpsport 168 kan være en ringformet dyse med en ytre diameter som er den samme som eller større enn indre diameter 156 til treport 154. Gjenget dyse 172 kan gå gjennom en overflate av ventillegemet 162.1 én utførelse er gjenget dyse 172 på den motsatte side av legemet 162 fra port 154 og er aksialt innrettet med port 154.

[0023]Avtrinnet plugg 164 er en sylindrisk aksel med en konisk tetningsoverflate 176. Tetningsoverflate 176 har en koning som generelt passer sammen med koningen til tetningsoverflate 158. Avtrinnet plugg 164 har også skulder 178. Skulder 178 har en ytre diameter større enn den største ytre diameter til sete-overflate 164. Skulder 178 kan være aksialt atskilt fra tetningsoverflate 176, og således atskilt ved et parti av avtrinnet plugg 164 med en konstant ytre diameter. Alternativt kan skulder 178 være tilstøtende til tetningsoverflate 176. Håndtak 166 er forbundet til avtrinnet plugg 164.1 én utførelse kan håndtak 166 være rotert ved et fjernstyrt fartøy ("ROV") (ikke vist). I en annen utførelse kan håndtak 166 være rotert av en motor (ikke vist).

[0024]Legemet til avtrinnet plugg 164 kan ha gjenger 180 for skrubart å oppta gjenger 172 til ventillegemet 162. Gjenger 180 bevirker at avtrinnet plugg 164 beveger seg mot eller bort fra treet 100 når håndtaket 166 er rotert.

[0025]Med avtrinnet plugg 164 i sin åpne posisjon, som vist i fig. 2, er en åpning dannet mellom avtrinnet plugg 164 og både tetningsoverflate 158 og ytre treport-diameter 156. Strømning fra passasje 152 er således i stand til å passere gjennom ventillegemet 162 til utløpsport 170.

[0026]Med referanse til fig. 3, med avtrinnet plugg i sin begrensede posisjon, er skulder 178 lokalisert nær indre diameter 156. Den ytre diameter av skulder 178 er noe mindre enn indre diameter 156 til treport 154, og således danner en forhåndsbestemt åpning 182 mellom skulder 178 og indre diameter 156. Tetningsoverflate 176 er atskilt aksialt fra tetningsoverflate 158. Strømning fra passasje 152 kan passere gjennom forhåndsbestemt åpning 182, men strømningsmengden er begrenset. Selvfølgelig er strømningsmengden når avtrinnet plugg 164 er i sin begrensede posisjon mye lavere enn strømningsmengden når avtrinnet plugg 164 er i sin åpne posisjon. I noen utførelser er åpning 182 dimensjonert for å opprettholde en begrenset strømningsmengde som er mindre enn en forhåndsbestemt verdi for en gitt fluidtype, viskositet og temperatur.

[0027]Med referanse til fig. 4, med avtrinnet plugg i sin lukkede posisjon, er tetningsoverflate 176 i tettende kontakt med tetningsoverflate 158. Fluid fra passasje 152 er ikke i stand til å passere gjennom treport 154.

[0028]Med referanse tilbake til fig. 1, er i én utførelse, utløpsport 170 til begrensningsventil 154 i fluidkommunikasjon med ekspansjonskar 188. Ekspansjonskar 188 kan være en beholder med for eksempel en sylindrisk form. Volumet av ekspansjonskar 188 kan være ethvert volum. I én utførelse er volumet av ekspansjonskar 188 et fast volum. I en annen utførelse kan volumet av ekspansjonskar

188 ekspandere og trekke seg sammen i samsvar med innvendige eller utvendige trykk. I én utførelse utgjør volumet av ekspansjonskar 188 volumet av hulrom 149. Alternativt kan volumet av ekspansjonskar 188 være bestemt av det termiske eks-pansjonsvolum ("TEV") forbundet med hulrom 149 og bulkmodulen til fluidfyllingen 188. TEV = V2 - V1 hvor V1 utgjør volumet av et gitt fluid i hulrom 149 ved en første temperatur. V2 utgjør volumet av det gitte fluid når temperaturen forandrer seg til en andre temperatur. TEV er således mengden av overflødig fluid som må fjernes fra hulrom 149 etter av temperaturen forandrer seg fra den første temperatur til den andre temperatur. Fremdeles med referanse til fig. 1, kan ekspansjonskar 188 være forbundet, via rør 190, til nålventil 192, som kan være en konvensjonell nålventil. Nålventil 192 kan igjen være forbundet til sammenføying 194 under trykk (eng. hot stab). I én utførelse kan nålventil 192 være aktuert av en ROV. Sammenføying 194 kan være en konvensjonell forbindelse for å forbinde et rør for å samle fluid via rør 190. Varmeisolasjon 196 kan dekke et vesentlig parti av treet 100. Forskjellige komponenter, innbefattende ekspansjonskar 188 og begrensningsventil 160 kan være dekket av varmeisolasjon 196. Fluid i ekspansjonskar 188 kan være en væske eller en gass. I noen utførelser kan fluidet innbefatte komprimerbare faststoffer.

[0029] Under operasjon kan avtrinnet plugg 164 til begrensningsventil 160 være i den åpne posisjon i fig. 2 når kronplugg 146 er plassert i treet 100. Likeledes kan nålventil 192 også være åpen, og et rør (ikke vist) kan være forbundet til sammen-føyning 194 når kronplugg 146 er satt. Ettersom kronplugg 146 beveger seg nedover, påfører den trykk til fluid i og over hulrom 149; det overflødige fluid vil passere gjennom passasje 138 til passasje 152, og så gjennom begrensningsventilen 160, ekspansjonskar 188, og nålventil 192 til sammenføyning 194. Det overflødige fluid kan fjernes gjennom røret (ikke vist) forbundet til sammenføying 194. En ROV (ikke vist) kan for eksempel fjerne det overflødige fluidet.

[0030]Etter at kronplugg 146 er satt på plass, kan en ROV (ikke vist) rotere håndtak 166 for å bevege avtrinnet plugg 164 til sin begrensede posisjon vist i fig. 3.1 tilfellet av at fluid i hulrom 149 ekspanderer, slik som på grunn av varmeekspansjon, vil trykket av fluidet bevirke at fluidet passerer gjennom åpning 182 mellom skulder 178 og indre diameter 156 til treport 154. Det overflødige fluid kan være holdt i ekspansjonskar 188 (fig. 1). I tilfellet av at nålventil 192 er åpen, kan det overflødige fluid fjernes via sammenføyning 194.

[0031]Fremdeles med referanse til fig. 1, i en alternativ utførelse kan trykkfrigjør-ingsmekanismen være vakuumtrekker 200, som kan være lokalisert på en utvendig overflate av treet 100 og i fluidkommunikasjon med hulrom 149. Vakuumtrekker kan være forbundet via negativ trykkpassasje 202 til passasjer 152 og 158, som vist i fig. 1, eller den kan være forbundet til andre passasjer (ikke vist). Selv-følgelig kan vakuumtrekker 200 være lokalisert hvor som helst på treet 100, forutsatt at en har fluidkommunikasjon med hulrom 149.

[0032]Med referanse til fig. 5, kan vakuumtrekker 200 benyttes med konvensjonell "mellom plugger" ("BPT") ventil (ikke vist) eller med trinnventil 160. Vakuumtrekker 200 innbefatter vakuumlegemet 204 og stempel 206. Vakuumlegemet 204 har et indre hulrom 208 dannet av vegger 209 til legemet 204. Tetningsoverflater 210 er dannet ved én ende av vakuumtrekker 200 for tetting mot en utvendig overflate 212 til treet 100.1 én utførelse er fundamentet til vakuumlegemet 206 åpent nær tetningsoverflate 212. Når vakuumlegemet 204 er festet til treet 100, danner utvendig overflate 212 av treet 100 én side av hulrom 208 med vakuumlegemet 204. I en annen utførelse (ikke vist), innelukker fullstendig vakuumlegemet 204

hulrom 208.

[0033]Port 214 til treet 100 er en åpning gjennom overflate 212 og er i fluidkommunikasjon med passasje 202. Når vakuumlegemet 204 er forbundet til treet 100, er port 214 i kommunikasjon med hulrom 208. Tetningsoverflate 210 omgir således port 214.

[0034] Gjenget åpning 220 er en gjenget åpning gjennom legemet 204. Tetning 222, en ringformet tetning, kan være lokalisert på den indre diameter av gjenget åpning 220. Gjenget åpning 220 kan ha en motboring 224 som vender mot det indre av legemet 204. Motboring 224 kan ha en glatt, avfaset overflate tilpasset for forming av en tetning.

[0035]Stempel 206 er en sylindrisk aksel. Et parti av den ytre diameter til stempel 206 har gjenger 230 for å oppta gjengene til gjenget åpning 220. Én ende av stempel 206 kan ha plugg 232. Plugg 232, som kan være et integralt parti av stempel 206, har en ytre diameter som er bredere enn den ytre diameter til akselen til stempel 206, og således bredere enn den indre diameter av gjenget åpning 220. Den ytre diameter av plugg 232 er mindre enn den indre diameter av ventillegemet 204 i denne utførelse. Plugg 232 kan ha en konet overflate 234 hvori den ytre diameter av plugg 232 blir mindre ved bevegelse mot det gjengede parti av stempel 206. Konet overflate 234 kan ha en koning i likhet med koningen til motboringen 224, og kan således danne en tetning mot motboring 224. Håndtak 236 kan være lokalisert på den motsatte ende av stempel 206 fra plugg 232. Håndtak 236 kan være opererbart av en ROV (ikke vist), og elektrisk motor (ikke vist), eller enhver annen aktueringsteknikk.

[0036]Stempel 206 er installert i legemet 204 slik at et vesentlig parti av stempel 206 er lokalisert innen hulrom 208 ved fremføring forover, som vist ved den stiplede linje 206' i fig. 5. Vakuumtrekker 200 er så tettende festet til treet 100 slik at hulrom 208 er i kommunikasjon med port 214. Hele eller et parti av vakuumtrekker 200 kan være dekket av isolasjon 196.

[0037]Under brønnhodekomplettering, er en kronplugg 146 satt og tettet i tredeksel 128, og skaper hulrom 149. En ventilasjonsventil, slik som for eksempel en konvensjonell mottrykksomformer ("BPT") ventil eller trinnventil 160 kan åpnes for å tillate overflødig fluid å bevege seg ut av hulrommet 149 når kronplugg 146 er satt. Etter setting og tetting av kronplugg 146 i tredeksel 128, er enhver ventilasjonsventil i kommunikasjon med hulrom 149 lukket. Etterattetningskronplugg 146 og lukking av ventilasjonsventiler eller trinnventil 160, kan en ROV rotere håndtak 236 for å trekke tilbake stempel 206 i hulrom 208. Stempel 206 skaper negativt trykk ettersom det vesentlig tilbaketrekkes fra hulrom 208. Tetning 222 danner en tetning mot akselen til stempel 206 for å forhindre sjøvann fra å gå inn i hulrom 208.1 en utførelse danner plugg 232 en tetning mot motboring 224 for ytterligere å forhindre sjøvann fra å gå inn i hulrom 208. Videre forhindrer tetnin-gen mellom fundamentet til legemet 204 og tetningsoverflate 210 til treet 100 sjø-vann fra å gå inn i hulrom 208. Således er det eneste punkt for inngang for å fylle det negative rommet dannet av tilbaketrekkingen av stempelet 206 gjennom port 214, og således gjennom passasje 202. Vakuumtrekker 200 kan benyttes med eller uten begrensningsventil 160.

[0038]I tilfellet av at fluid i hulrom 149 ekspanderer, slik som fra varmeekspansjon, kan det overflødige volum av fluid flytte seg gjennom passasje 138, passasje 152, passasje 202 og port 214 til hulrom 208. Den ytterligere fluidkapasitet til vakuumtrekker 200 for å motta dette fluid er omtrent likt med volumet av stempel 206 som er trukket tilbake fra hulrom 208.

[0039]Med referanse til fig. 6 ventilerer, i en alternativ utførelse, trykkfrigjørings-mekanismen overflødig fluid inn i brønnboringen. Rørhenger 250 er lokalisert i et horisontalt undervannstre (ikke vist). Rørhenger 250 har en aksial passasje 252 som kan være sperret av nedre kronplugg 254.

[0040]Nedre kronplugg 254 er lokalisert innen aksial passasje 252 til rørhenger 250 for å stoppe oppoverstrømningen av brønnboringsfluid fra brønnboringen (ikke vist). Nedre kronplugg 254 vil være lokalisert over den laterale strømnings-passasje (ikke vist) til rørhenger 250. Toveis pakningssett ("BPS") 258 er en tetning som kan danne en tetning mellom en ytre diameter av nedre kronplugg 254 og en indre diameter av aksial passasje 252. BPS 258 innbefatter et oppover vendende chevron-tetningssett 260 og ett nedover vendende chevron-tetningssett 262. BPS 258 danner en tetning mellom kronplugg 254 og rørhenger 250.1 én utførelse forhindrer oppover vendende tetning 260 fluid fra å bevege seg nedover mellom rørhenger 250 og kronplugg 254. Likeledes forhindrer nedover vendende chevron-tetningssett 262 fluid fra å strømme oppover mellom rørhenger 250 og kronplugg 254.

[0041]Likeledes danner u-tetning 266 en tetning mellom nedre plugg 254 og rør-henger 250. U-tetning 266 er typisk lokalisert under BPS 258 og dens ben strekker seg nedover. I én utførelse virker u-tetning 266 som en tilbakeslagsventil hvori trykksatt fluid lokalisert over u-tetning 266 er i stand til å skyve forbi u-tetning 266 og således bevege seg mot brønnboringen (ikke vist), forutsatt at det trykksatte fluid har tilstrekkelig trykk. U-tetning 266 tillater imidlertid ikke fluid fra under plugg 254 til å bevege seg oppover forbi u-tetning 266. Selvfølgelig bevirker økt trykk i brønnboringen at de nedover vendende ben til u-tetning 266 ekspanderer og således opptar med større kraft boring 252 til rørhenger 250 og den ytre diameter av kronplugg 254.

[0042]Øvre kronplugg 270 er også tettende installert i aksial passasje 252 til rørhenger 250.1 én utførelse er øvre kronplugg 270 installert slik at den tetter av aksial passasje 252 til rørhenger 250.1 det viste eksempel er det ikke noe inn-vendig tredeksel, slik som tredeksel 128 (fig. 1). Imidlertid kan ett anvendes, i hvilke tilfelle øvre kronplugg 270 vil være lokalisert i den aksiale passasje av det innvendige tredeksel. I likhet med nedre kronplugg 254 forhindrer øvre kronplugg 270 fluid fra å strømme oppover gjennom boringen til tredeksel 252. Hulrom 272 er rommet mellom øvre kronplugg 270 og nedre kronplugg 254. Omkretsen av hulrom 272 kan være dannet ved boring 252 til rørhenger 250. Hulrom 272 kan også innbefatte fordypning 276 til nedre kronplugg 254. Selvfølgelig kan hulrom 272 innbefatte ethvert rom hvor fluid kan fanges mellom øvre kronplugg 270 og nedre kronplugg 254.

[0043] Ventilasjonspassasje 280 er en passasje gjennom legemet til nedre kronplugg 254. I én utførelse innbefatter ventilasjonsplugg 280 et vertikalt parti og et lateralt parti, det vertikale parti er vesentlig parallell med aksen til nedre kronplugg 254 og det laterale parti er vesentlig perpendikulær til aksen av nedre kronplugg 254. Passasje 280 avslutter ved port 282.1 én utførelse er port 282 på en ytter-diameter av nedre kronplugg 254, og er aksialt lokalisert mellom øvre chevron-tetningssett 260 og nedre chevron-tetningssett 262.

[0044] Passasje 280 har et innløp 284 lokalisert på en indre overflate av nedre kronplugg 254. Passasje 280 er således i fluidkommunikasjon med hulrom 272. Bristskive 288 kan imidlertid blokkere fluidkommunikasjonen. Bristskive 288 er en skive som normalt forhindrer fluid fra å strømme gjennom en dyse. I én utførelse er bristskive 288 lokalisert på en indre overflate av nedre kronplugg 254 og posi-sjonert for tettende å oppta innløp 284. Bristskive 288 kan være lokalisert hvor som helst hvor den kan passende blokkere fluid fra å strømme gjennom ventilasjonspassasje 280. Bristskive 288 kan for eksempel være lokalisert i en dyse ved et innløp 284, som vist i fig. 6. Alternativt kan bristskive 288 være lokalisert innen passasje 280 eller ved port 282.

[0045]Bristskive 288 forhindrer fluid fra å strømme gjennom passasje 280 med mindre fluidtrykket på skive 288 overskrider en forhåndsbestemt verdi. I tilfellet at trykket overskrider den forhåndsbestemte maksimalt tillatte verdi, vil bristskive 288 gi etter og tillate fluid å strømme forbi den. Maksimalt tillat trykk kan være valgt basert på spesifikasjonene til brønnhodedelene. I én utførelse er det maksimale tillatte trykk satt under trykket hvor skade på eller katastrofal svikt av brønnhodet kan oppstå. I én utførelse har bristskive 288 en trykkgrense som er høy nok til å tillate trykktesting, slik som for eksempel, fabrikasjonsgodkjenningstesting eller feltinstallasjonstrykktesting, kan utføres men lav nok til å briste ved et forhåndsbestemt maksimalt tillatt trykk basert på dimensjoneringstemperatur inngang for bedriftsforhold.

[0046]I én utførelse kan brønnboringsfluid eller sjøvann være ved en første temperatur når det blir fanget i hulrom 272. Temperaturen til fluidet i hulrom 272 kan øke når for eksempel brønnboringsfluid med høy temperatur starter å strømme opp gjennom brønnboringen (ikke vist) til et treutløp (ikke vist) lokalisert under nedre kronplugg 254. Den økte temperatur kan bevirke varmeekspansjon av fluidet fanget i hulrom 272. Hvis trykket innen hulrom 272 overskrider det maksimale tillatte trykk for bristskive 288, vil bristskive 288 gi etter og tillate fluid å bevege seg gjennom passasje 280 til port 282. Fluidet vil så gå ut port 282 og strømme forbi BPS 258 og u-tetning 266 til brønnboringen gjennom passasje 252. Bristskive 288 kan benyttes alene, med begrensningsventil 160, eller vakuumtrekker 200.

[0047]Idet oppfinnelsen har blitt vist eller beskrevet i kun noen av sine former, vil det være åpenbart for de som er faglært på området at den ikke er således begrenset, men er mottakelig for forskjellige forandringer uten å avvike fra området til oppfinnelsen.

Claims (10)

1. I en brønnhode-sammenstilling med en sylindrisk boring er en første plugg lokalisert i og opptar tettende den sylindriske boring, en andre plugg er lokalisert og opptar tettende den sylindriske boring, den andre plugg er atskilt aksialt fra den første plugg, hvori den sylindriske boring, den første plugg og den andre plugg danner et hulrom, hulrommet er tilpasset for å motta et fanget fluid mellom de første og andre plugger, et apparat for frigjøring av trykk i hulrommet, omfattende: en ventilasjonspassasje i fluidkommunikasjon med hulrommet, hvori ventilasjonspassasjen har et utløp ved et ytre av brønnhode-sammenstillingen for strømning av i det minste en del av det fangede fluid fra hulrommet; et konisk sete dannet i ventilasjonspassasjen ved utløpet; en ventilhus montert til det ytre av brønnhodehuset over utløpet; en ventildel med en konisk tetningsoverflate som opptar setet, ventildelen har en langsgående akse med et håndtak som er tilgjengelig fra et ytre av brønnhode-sammenstillingen, ventildelen er festet ved gjenger til ventilhuset; og hvori ventildelen er bevegbar aksialt ved å rotere hendelen til en åpen posisjon, en begrenset posisjon og en lukket posisjon, den åpne posisjon tillater et fluid å strømme gjennom ventilasjonspassasjen ved en første hastighet, den begrensede posisjon tillater fluid å strømme gjennom ventilasjonspassasjen ved en andre hastighet, den andre hastighet er mindre enn den første hastighet og den lukkede posisjon stopper fluidstrømning.

2. Brønnhode-sammenstilling ifølge krav 1, karakterisert vedat den videre omfatter et ekspansjonskar montert på det ytre av brønnhode-sammenstillingen, ekspansjonskaret er tilpasset for å inneholde i det minste en del av fluidet som strømmer gjennom ventilasjonspassasjen.

3. Brønnhode-sammenstilling ifølge krav 1, karakterisert vedat den andre hastighet av fluidstrømning er mindre enn en forhåndsbestemt verdi for en gitt fluidtype ved en gitt temperatur og trykk.

4. Brønnhode-sammenstilling ifølge krav 1, karakterisert vedat den videre omfatter: en flat skulder i utløpet utvendig fra det koniske setet; en flat skulder på ventildelen utvendig fra den koniske tetningsoverflate; og hvori i den begrensede posisjon, skuldrene er radialt atskilt fra hverandre ved en forhåndsbestemt avstand.

5. Brønnhode-sammenstilling ifølge krav 1, karakterisert vedat den videre omfatter en vakuumkilde montert på det ytre av brønnhode-sammenstillingen i fluidkommunikasjon med ventilasjonspassasjen for å skape negativt trykk deri og hvori en del av fluidet strømmer gjennom ventilasjonspassasjen inn i vakuumkilden når vakuumkilden er aktivert.

6. I en brønnhode-sammenstilling med en sylindrisk boring er en første plugg lokalisert i og opptar tettende den sylindriske boring, en andre plugg er lokalisert i og opptar tettende den sylindriske boring, den andre plugg er atskilt aksialt fra den første plugg, hvori den sylindriske boring, den første plugg, og den andre plugg danner et hulrom, hulrommet er tilpasset for å holde et fanget fluid mellom de første og andre plugger, et apparat for frigjøring av trykk i hulrommet, omfattende: en negativ trykkpassasje gjennom brønnhode-sammenstillingen og i kommunikasjon med hulrommet; en vakuumkilde montert på det ytre av brønnhode-sammenstillingen og i kommunikasjon med den negative trykkpassasje for å skape negativt trykk deri og hvori et parti av fluidet strømmer gjennom den negative trykkpassasje inn i vakuumkilden når vakuumkilden er aktivert.

7. Brønnhode-sammenstilling ifølge krav 6, karakterisert vedat vakuumkilden omfatter et kar med et kammer og et stempel som strekker seg inn i kammeret, hvori stempelet skrubart opptar karet; og hvori rotering av stempelet i én retning trekker tilbake i det minste et parti av stempelet fra kammeret.

8. Brønnhode-sammenstilling ifølge krav 7, karakterisert vedat den videre omfatter en ventilasjonspassasje i fluidkommunikasjon med hulrommet, hvori ventilasjonspassasjen er tillatt å strømme i det minste en del av det fangede fluid fra hulrommet; et sete dannet i ventilasjonspassasjen; et ventildel med en tetningsoverflate som opptar setet, ventildelen har en langsgående akse og er tilgjengelig fra et ytre av brønnhode-sammenstillingen; og hvori ventildelen er bevegbar aksialt til en åpen posisjon, en begrenset posisjon, og en lukket posisjon, den åpne posisjon tillater et fluid å strømme gjennom ventilasjonspassasjen ved en første hastighet, den begrensede posisjon tillater fluid å strømme gjennom ventilasjonspassasjen ved en andre hastighet, den andre hastighet er mindre enn den første hastighet, og den lukkede posisjon stopper fluidstrømning.

9. Undervanns produksjonstre, omfattende: en treblokk med en sylindrisk boring; en indre brønnhode-sammenstilling montert i treblokken og med en aksial passasje i forhold til en akse av den sylindriske boring; en første plugg utformet for tettende å oppta den aksiale passasje ved et første sted; en andre plugg utformet for tettende å oppta den aksiale passasje ved et andre sted, det andre sted er atskilt aksialt fra det første sted; hvori den sylindriske boring, den første plugg, og den andre plugg danner et hulrom, hulrommet har et første volum og er tilpasset for å holde et fanget fluid; en ventilpassasje som strekker seg gjennom treblokken og i fluidkommunikasjon med hulrommet, hulrommet er tilpasset for å strømme i det minste en del av det fangede fluid fra hulrommet; og en trykkfrigjøringsdel som blokkerer ventilasjonspassasjen, hvori trykkfri-gjøringsdelen er tilpasset for å tillate strømning gjennom ventilasjonspassasjen når trykket i hulrommet overskrider en forhåndsbestemt verdi.

10. Brønnhode-sammenstilling ifølge krav 9, karakterisert vedat den videre omfatter en første ringformet tetning og en andre ringformet tetning, den første og andre ringformede tetning har den samme diameter og er aksialt tilstøtende hverandre; hvori ventilasjonspassasjen avslutter mellom de første og andre ringformede tetninger; den første ringformede tetning blokkerer nedoverstrømning i boringen; og hvori den andre ringformede tetning blokkerer oppoverstrømning i boringen men ikke nedoverstrømning, for på denne måten å tillate fluid fra hulrommet å strømme forbi den andre ringformede tetning.